Σε εξοπλισμό παραγωγής παρτίδας, δεξαμενές διαλείπουσας αντίδρασης και συστήματα θέρμανσης-ρύθμισης θερμοκρασίας, 316 σωλήνες θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα παρουσιάζουν επανειλημμένα περιοδική αύξηση της θερμοκρασίας και κύκλους ψύξης. Το μακροπρόθεσμο-εναλλασσόμενο θερμικό φορτίο θα προκαλέσει κυκλική θερμική καταπόνηση στην επιφάνεια του τοιχώματος του σωλήνα, προκαλώντας σταδιακά την έναρξη μικρορωγμών στο πλούσιο σε χρώμιο-παθητικό φιλμ. Εν τω μεταξύ, η συχνή διαστολή και συστολή της μήτρας επιδεινώνει τη συγκέντρωση υπολειπόμενης τάσης σε ραφές συγκόλλησης, λυγισμένα τμήματα και κοχλιωτές αρθρώσεις. Κάτω από τη συνδυασμένη δράση της παθητικής καταστροφής του φιλμ και του χλωριούχου-που περιέχει διαβρωτικά μέσα, οι τοπικές ρωγμές αναπτύσσονται γρήγορα κατά μήκος των μικρορωγμών και εξελίσσονται σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης, το οποίο ορίζεται ως αστοχία διάβρωσης λόγω θερμικής κόπωσης. Πολλοί σχεδιαστές εξοπλισμού υπολογίζουν μόνο την ονομαστική θερμοκρασία λειτουργίας των υλικών, αγνοώντας την επίδραση της συχνότητας διακύμανσης της θερμοκρασίας και του πλάτους της διαφοράς θερμοκρασίας, που οδηγεί σε πρόωρο παθητικό ξεφλούδισμα του φιλμ και κρυφή διαρροή σωλήνα μετά από μακροχρόνια-διαλείπουσα λειτουργία. Επομένως, η βελτιστοποίηση του δομικού σχεδιασμού, της ρύθμισης παραμέτρων λειτουργίας και της επεξεργασίας ενίσχυσης της επιφάνειας είναι απαραίτητη για τη βελτίωση της απόδοσης θερμικής κόπωσης και τη συγκράτηση της κυκλικής θερμοκρασίας{11}}που προκαλείται από αστοχία διάβρωσης. Η διάβρωση θερμικής κόπωσης προέρχεται από την επαναλαμβανόμενη μηχανική βλάβη του προστατευτικού παθητικού φιλμ υπό εναλλασσόμενη θερμική τάση. Όταν ο σωλήνας θέρμανσης θερμαίνεται γρήγορα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος στην υψηλή θερμοκρασία εργασίας, το εξωτερικό τοίχωμα διαστέλλεται πρώτα και φέρει θερμική τάση εφελκυσμού. κατά την ψύξη διακοπής λειτουργίας, η συστολή της επιφάνειας προκαλεί θλιπτική τάση. Η επαναλαμβανόμενη κυκλική φόρτιση με συμπίεση{15}}θα προκαλέσει μικρορωγμές κόπωσης στο εύθραυστο παθητικό φιλμ οξειδίου. Τα ιόντα χλωρίου στο μέσο διαπερνούν αυτές τις μικροσκοπικές ρωγμές και έρχονται σε επαφή με το φρέσκο μεταλλικό υπόστρωμα για να προκαλέσουν ανοδική διάλυση. Με κάθε κύκλο θερμοκρασίας, οι ρωγμές διαστέλλονται συνεχώς, εξελισσόμενες σταδιακά από επιφανειακές κοιλότητες σε διεισδυτικές ρωγμές κόπωσης. Οι ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-και τα ψυχρά-τμήματα κάμψης με εγγενή υπολειμματική τάση εφελκυσμού είναι πιο επιρρεπή σε αστοχία θερμικής κόπωσης λόγω της υπέρθεσης της θερμικής κυκλικής τάσης και σχηματισμού υπολειπόμενης τάσης. Αυτή η μελέτη συνοψίζει τέσσερις αποτελεσματικές στρατηγικές βελτιστοποίησης για την ενίσχυση του ρυθμού θερμικής κόπωσης, βελτιστοποίηση της διαφοράς θερμοκρασίας στη διάβρωση Κατανομή δομικών τάσεων και εφαρμογή ενίσχυσης επιφανειακής θλιπτικής τάσης. Πρώτον, περιορίστε αυστηρά την αύξηση της θερμοκρασίας και τον ρυθμό ψύξης κατά την εκκίνηση και τη διακοπή λειτουργίας του εξοπλισμού. Απαγορεύεται η ταχεία θέρμανση και σβήσιμο. ο ρυθμός αλλαγής θερμοκρασίας ελέγχεται κάτω από 3 βαθμούς ανά λεπτό. Η σταδιακή θέρμανση σε τμήματα όχι μόνο αποφεύγει τη στιγμιαία υπερβολική θερμική καταπόνηση στην επιφάνεια του σωλήνα, αλλά επίσης αποτρέπει την ανομοιόμορφη θερμική διαστολή μεταξύ του σύρματος αντίστασης, του πληρωτικού οξειδίου του μαγνησίου και του περιβλήματος από ανοξείδωτο χάλυβα, που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη της εσωτερικής μόνωσης. Η αργή ψύξη μετά την απενεργοποίηση μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το πλάτος εναλλασσόμενης τάσης που υφίσταται η παθητική μεμβράνη, επιβραδύνοντας σημαντικά το ράγισμα λόγω κόπωσης του προστατευτικού στρώματος. Δεύτερον, ελέγξτε εύλογα τη μέγιστη διαφορά κυκλικής θερμοκρασίας. Για τους σωλήνες θέρμανσης που λειτουργούν σε μέσα που περιέχουν χλωριούχα-μέσα, η διαφορά θερμοκρασίας ενός-κύκλου δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 120 βαθμούς . Η υπερβολική διακύμανση της θερμοκρασίας θα αυξήσει απότομα το εύρος της θερμικής καταπόνησης και θα επιταχύνει τη φθορά της παθητικής κόπωσης του φιλμ. Όταν η διαδικασία απαιτεί μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, μπορεί να υιοθετηθεί θέρμανση τμηματοποιημένης σταθερής θερμοκρασίας για τη μείωση της συχνής εναλλαγής θερμοκρασίας μεγάλου{34}πλάτους, μειώνοντας έτσι τη συχνότητα του εναλλασσόμενου θερμικού φορτίου που φέρει το σώμα του σωλήνα. Τρίτον, βελτιστοποιήστε τη δομική σχεδίαση για τη διασπορά της συγκέντρωσης θερμικής τάσης. Αποφύγετε αιχμηρές δομικές μεταβάσεις, τοπικές παχύρρευστες-μεταλλάξεις λεπτού τοιχώματος και μικρές-διατάξεις κάμψης ακτίνας. Οι ραφές συγκόλλησης πρέπει να γυαλίζονται ομαλά για να εξαλειφθούν τα ελαττώματα του ύψους του οπλισμού συγκόλλησης και της επιφανειακής εγκοπής που προκαλούν εύκολα συσσώρευση τάσεων. Η ομοιόμορφη ίση απόσταση περιέλιξη των συρμάτων εσωτερικής αντίστασης εξασφαλίζει ισορροπημένη κατανομή θερμότητας σε ολόκληρη την επιφάνεια του σωλήνα, αποτρέποντας τοπικά καυτά σημεία και συγκεντρωμένη θερμική καταπόνηση που προκαλείται από ανομοιόμορφη κατανομή ισχύος. Τέταρτον, η επιφανειακή διάτρηση και η ανόπτηση ανακούφισης πίεσης υιοθετούνται για τις βασικές θέσεις συγκέντρωσης τάσεων. Η ανόπτηση ανακούφισης από τάσεις χαμηλής{44}}θερμοκρασίας εξαλείφει την υπολειπόμενη εφελκυστική τάση που δημιουργείται κατά την κάμψη και τη συγκόλληση, αποφεύγοντας την υπέρθεση της υπολειπόμενης τάσης και της κυκλικής θερμικής τάσης. Το shot peening σχηματίζει ένα ομοιόμορφο επιφανειακό στρώμα πίεσης πίεσης, το οποίο μπορεί να περιορίσει αποτελεσματικά την έναρξη και τη διαστολή παθητικών μικρορωγμών κόπωσης μεμβράνης, βελτιώνοντας σημαντικά το όριο θερμικής κόπωσης του ανοξείδωτου χάλυβα 316 σε εναλλασσόμενες θερμοκρασίες και διαβρωτικά περιβάλλοντα. Η επαλήθευση κυκλικής παλαίωσης θερμοκρασίας πεδίου δείχνει ότι οι θερμαντικοί σωλήνες μπορούν να αντέξουν με επιβράδυνση θερμοκρασίας. Κύκλοι θέρμανσης-ψύξης χωρίς παθητικό ράγισμα μεμβράνης και διάβρωση με κοιλότητες. Αντίθετα, οι σωλήνες θέρμανσης με συχνή ταχεία εναλλαγή θερμοκρασίας υφίστανται εμφανή διάτρηση λόγω θερμικής κόπωσης μέσα σε 8 έως 12 μήνες. Συμπερασματικά, ο περιορισμός της ταχύτητας αλλαγής θερμοκρασίας και η κυκλική διαφορά θερμοκρασίας, η βελτιστοποίηση της δομής διασποράς της τάσης και η υιοθέτηση της ενίσχυσης της επιφανειακής θλιπτικής τάσης μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση θερμικής κόπωσης των σωλήνων θέρμανσης. Αυτά τα μέτρα βελτιστοποίησης προστατεύουν την ακεραιότητα της παθητικής μεμβράνης υπό μακροπρόθεσμα{{54}εναλλασσόμενα θερμικά φορτία, εξαλείφουν τους κρυφούς κινδύνους διάβρωσης που προκαλούνται από κόπωση-και επιτυγχάνουν μακροπρόθεσμη-σταθερή συντήρηση του διακοπτόμενου εξοπλισμού βιομηχανικής θέρμανσης.
