Στην παραγωγή χημικών αντιδράσεων κατά παρτίδες, σε διαδικασίες διαλείπουσας ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και σε εξοπλισμό επεξεργασίας ασυνεχούς θέρμανσης λυμάτων, 316 σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα υφίστανται επανειλημμένα ταχεία άνοδο της θερμοκρασίας και ξαφνικούς κύκλους ψύξης κατά τη διάρκεια της καθημερινής λειτουργίας. Η περιοδική εναλλασσόμενη θερμική καταπόνηση θα ενεργεί συνεχώς στο τοίχωμα του σωλήνα, στις αρθρώσεις συγκόλλησης, στα ψυχρά{{2}καμπτόμενα τμήματα και στη σύσφιξη σταθερών θέσεων, οδηγώντας σε σταδιακή έναρξη και επέκταση μικρορωγμών κόπωσης στην επιφάνεια του υλικού. Εν τω μεταξύ, διαβρωτικά μέσα όπως τα ιόντα χλωρίου διεισδύουν σε μικρορωγμές, συνδέοντας τη θερμική κυκλική εφελκυστική τάση με την ηλεκτροχημική διάβρωση για να προκαλέσουν ρωγμές λόγω θερμικής κόπωσης. Αυτή η λειτουργία αστοχίας διαθέτει ισχυρή απόκρυψη και οι ρωγμές συνήθως επεκτείνονται κατά μήκος των ορίων των κόκκων, οι οποίες δεν μπορούν να βρεθούν εύκολα μέσω της συμβατικής οπτικής επιθεώρησης. Μόλις η ρωγμή διεισδύσει στο τοίχωμα του σωλήνα, θα προκύψουν ατυχήματα μέσης διαρροής και διακοπής της παραγωγής. Πολλές επιχειρήσεις επιδιώκουν την αποδοτικότητα της παραγωγής υιοθετώντας εξαιρετικά-λειτουργίες θέρμανσης και καταναγκαστικής ψύξης έκτακτης ανάγκης, αγνοώντας τη ζημιά θερμικής καταπόνησης που προκαλείται από τις δραστικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, γεγονός που καθιστά τη διάβρωση θερμικής κόπωσης ένα από τα κύρια κίνητρα για την πρόωρη αστοχία των σωλήνων θέρμανσης που λειτουργούν διακοπτόμενα. Ως εκ τούτου, η τυποποιημένη βελτιστοποίηση του ρυθμού θέρμανσης και ψύξης, του εύρους θερμοκρασίας και του διαστήματος λειτουργίας είναι απαραίτητη για τον περιορισμό της διάβρωσης λόγω θερμικής κόπωσης των σωλήνων θέρμανσης.
Η διάβρωση λόγω θερμικής κόπωσης προκαλείται από την εναλλασσόμενη θερμική καταπόνηση και τη μέση διάβρωση. Κατά τη διάρκεια της ταχείας αύξησης της θερμοκρασίας, το τοίχωμα του σωλήνα παράγει θλιπτική θερμική τάση λόγω περιορισμού θερμικής διαστολής. στο στάδιο της εξαναγκασμένης ψύξης, η απότομη πτώση θερμοκρασίας προκαλεί συστολή του υλικού και δημιουργεί μεγάλη τάση εφελκυσμού. Η επαναλαμβανόμενη εναλλαγή θλιπτικής και εφελκυστικής τάσης πυροδοτεί πρώτα μικροπλαστική παραμόρφωση σε θέσεις συγκέντρωσης τάσεων, όπως συγκολλήσεις και λυγισμένα μέρη, και στη συνέχεια σχηματίζει μικροσκοπικές επιφανειακές ρωγμές κόπωσης. Τα ιόντα χλωρίου στον ηλεκτρολύτη εισβάλλουν συνεχώς στο άκρο της ρωγμής, καταστρέφοντας το παθητικό φιλμ μέσα στη ρωγμή και σχηματίζοντας ένα αποφραγμένο διαβρωτικό μικροπεριβάλλον. Η τάση εφελκυσμού στο άκρο της ρωγμής επιταχύνει τη διάδοση της ρωγμής και η επίδραση σύζευξης της μηχανικής καταπόνησης και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης οδηγεί τελικά σε διεισδυτική εύθραυστη ρωγμή. Όσο μεγαλύτερο είναι το εύρος αλλαγής θερμοκρασίας και όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα θέρμανσης-ψύξης, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος θερμικής καταπόνησης, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος επώασης των ρωγμών κόπωσης. Επιπλέον, η υπολειπόμενη συγκόλληση και η δημιουργία εφελκυστικής τάσης θα υπερισχύσουν της κυκλικής θερμικής καταπόνησης, μειώνοντας περαιτέρω την αντοχή στη θερμική κόπωση των υποστρωμάτων από ανοξείδωτο χάλυβα.
Αυτή η μελέτη προτείνει τέσσερις βασικές στρατηγικές βελτιστοποίησης για τις παραμέτρους του θερμικού κύκλου για την αποφυγή της διάβρωσης λόγω θερμικής κόπωσης των σωλήνων θέρμανσης 316 από ανοξείδωτο χάλυβα.
Πρώτον, διαμορφώστε προδιαγραφές ασφαλούς ρυθμού θέρμανσης και ψύξης για να περιορίσετε το εύρος της θερμικής καταπόνησης. Ο ρυθμός θέρμανσης των σωλήνων θέρμανσης πρέπει να ελέγχεται κάτω από 2 μοίρες/λεπτό και η ταχεία ψύξη με εξαναγκασμένη απόσβεση νερού απαγορεύεται αυστηρά. ο μέγιστος ρυθμός ψύξης δεν πρέπει να υπερβαίνει τον 1,5 βαθμό/λεπτό. Για εξοπλισμό που πρέπει να πραγματοποιήσει γρήγορη ρύθμιση της θερμοκρασίας της διεργασίας, υιοθετήστε τις λειτουργίες θέρμανσης βαθμιδωτή και τμηματοποιημένη αργή ψύξη για να αποφύγετε μία-απότομη διακύμανση της θερμοκρασίας. Η σταδιακή αλλαγή θερμοκρασίας μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη διαφορά στιγμιαίας θερμικής τάσης μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών τοιχωμάτων του σωλήνα θέρμανσης, να αποτρέψει την τοπική πλαστική παραμόρφωση και να εμποδίσει την έναρξη μικρορωγμών επιφανειακής κόπωσης. Να βαθμονομείτε τακτικά τους αισθητήρες ελέγχου θερμοκρασίας για να αποφύγετε την ανώμαλη υπερθέρμανση ή την υπερβολικά-απόκλιση θερμοκρασίας που προκαλείται από αστοχία του οργάνου.
Δεύτερον, ορίστε εύλογα το ανώτατο όριο της θερμοκρασίας λειτουργίας και της διαφοράς θερμοκρασίας του περιθωρίου ασφαλείας. Η μακροχρόνια σταθερή θερμοκρασία λειτουργίας των σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316 θα ελέγχεται κάτω από 300 μοίρες , διατηρώντας ένα περιθώριο ασφαλείας θερμοκρασίας τουλάχιστον 50 βαθμών για να αποφευχθεί η συχνή λειτουργία κοντά στο όριο αντοχής σε υψηλή- θερμοκρασία υλικού. Περιορίστε τη μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εκκίνησης και απενεργοποίησης εντός 150 μοιρών. Το πολύ μεγάλο εύρος θερμοκρασίας θα προκαλέσει έντονη εναλλασσόμενη θερμική καταπόνηση και θα επιταχύνει σημαντικά την ανάπτυξη ρωγμών κόπωσης. Αποφύγετε τη συχνή-παροδική λειτουργία πάνω από τη θερμοκρασία, γιατί η βραχυπρόθεσμη{10}}υψηλή θερμοκρασία όχι μόνο θα βλάψει την επιφανειακή παθητική μεμβράνη, αλλά και θα επιδεινώσει την τάση ευαισθητοποίησης των επηρεαζόμενων ζωνών με συγκολλημένη θερμότητα{11}}, αυξάνοντας τον κίνδυνο διάβρωσης της διακοκκώδους θερμικής κόπωσης.
Τρίτον, βελτιστοποιήστε τον κύκλο διαλείπουσας λειτουργίας και ορίστε επαρκή διατήρηση θερμότητας και στατικό διάστημα ψύξης. Για ασυνεχείς γραμμές παραγωγής παρτίδας, οργανώστε ένα στάδιο διατήρησης θερμότητας μετά από κάθε αύξηση της θερμοκρασίας για να εξισορροπηθεί το πεδίο θερμοκρασίας μέσα στο σωλήνα θέρμανσης και να απελευθερωθεί η παροδική θερμική καταπόνηση. μετά την ολοκλήρωση της παραγωγής, διατηρήστε τη φυσική στατική ψύξη για περισσότερο από 60 λεπτά πριν αδειάσετε το μέσο υψηλής{2} θερμοκρασίας. Μειώστε τις συχνές λειτουργίες εκκίνησης και τερματισμού λειτουργίας σύντομης-περιόδου, επειδή οι θερμικοί κύκλοι υψηλής-συχνότητας θα συσσωρεύσουν γρήγορα ζημιές από κόπωση. Για σωλήνες θέρμανσης που χρησιμοποιούνται σε συνθήκες εργασίας συχνής μεταγωγής, πραγματοποιήστε ανόπτηση χαμηλής-θερμοκρασίας ανακούφισης καταπόνησης προτού τεθούν σε λειτουργία για να εξαλείψετε την υπολειπόμενη εφελκυστική τάση που δημιουργείται από την κάμψη και τη συγκόλληση, μειώνοντας την επίδραση υπέρθεσης της εγγενούς παραμένουσας τάσης και της κυκλικής θερμικής τάσης.
Τέταρτον, ενισχύστε την τακτική μη-μη καταστροφική επιθεώρηση για θέσεις ευαίσθητες στη θερμική κόπωση. Εστιάστε στην επιθεώρηση δινορευμάτων και υπερήχων για ραφές συγκόλλησης, λυγισμένα τμήματα μετάβασης και σταθερές θέσεις σύσφιξης κάθε εξάμηνο για να ανιχνεύσετε πρώιμες ρωγμές μικροκόπωσης. Μόλις εντοπιστούν μικροσκοπικές επιφανειακές ρωγμές, κανονίστε αμέσως τοπική επισκευή γυαλίσματος και παθητικοποίησης και επεκτείνετε κατάλληλα την αύξηση της θερμοκρασίας του εξοπλισμού και τον χρόνο ψύξης για να μειώσετε το επακόλουθο φορτίο θερμικής καταπόνησης. Για σωλήνες θέρμανσης με-μακροχρόνια διακοπτόμενη λειτουργία, συντομεύστε τον κύκλο επιθεώρησης σε τριμηνιαία και συνδυάστε την αξιολόγηση της υπολειπόμενης διάρκειας ζωής για να κρίνετε εάν θα εφαρμοστεί προληπτική αντικατάσταση.
Τα δεδομένα μακροπρόθεσμης παρακολούθησης-του πεδίου δείχνουν ότι οι σωλήνες θέρμανσης που υιοθετούν έλεγχο θερμοκρασίας βαθμίδωσης και λογικούς κύκλους διαλείπουσας λειτουργίας δεν έχουν αποτυχία ρωγμάτωσης λόγω θερμικής κόπωσης μετά από μακροπρόθεσμη-ασυνεχή παραγωγή. Αντίθετα, οι σωλήνες θέρμανσης υπό συχνή ταχεία θέρμανση και εξαναγκασμένη ψύξη υφίστανται διεισδυτικές ρωγμές διάβρωσης λόγω κόπωσης εντός 5-9 ετών. Συμπερασματικά, ο περιορισμός της ταχύτητας θέρμανσης και ψύξης, ο έλεγχος του εύρους διακυμάνσεων της θερμοκρασίας, η βελτιστοποίηση των διαλειμματικών διαστημάτων λειτουργίας και η ενίσχυση της επιθεώρησης ευαίσθητης θέσης σε κόπωση-μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά την έναρξη και την επέκταση των ρωγμών θερμικής κόπωσης. Η τυποποιημένη διαχείριση θερμικού κύκλου αποφεύγει τη ζημιά της σύζευξης από εναλλασσόμενες θερμικές καταπονήσεις και διαβρωτικά μέσα, βελτιώνοντας σημαντικά τη μακροπρόθεσμη-ασφάλεια λειτουργίας των 316 σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα σε σενάρια διαλείπουσας βιομηχανικής παραγωγής κατά παρτίδες.
