Η αστοχία κόπωσης από κρούση συμβαίνει όταν στερεά σωματίδια, σταγονίδια υγρού ή φυσαλίδες σπηλαίωσης στο ρέον μέσο χτυπούν επανειλημμένα το εξωτερικό τοίχωμα των σωλήνων θέρμανσης με υψηλή ταχύτητα. Το περιοδικό φορτίο κρούσης προκαλεί εναλλασσόμενη πίεση στην επιφάνεια του υλικού, δημιουργώντας μικρορωγμές που σταδιακά διαστέλλονται προς τα μέσα μέχρι να διεισδύσει το τοίχωμα του σωλήνα. Αυτή η βλάβη εμφανίζεται κυρίως σε τμήματα έκπλυσης υψηλής-ροής και σε αγωγούς ροής δύο{{3} φάσεων, χωρίς εμφανή ομοιόμορφη λέπτυνση στο αρχικό στάδιο και η ξαφνική διαρροή διείσδυσης συμβαίνει συχνά υπό-μακροπρόθεσμη σωρευτική επίδραση.
1. Μηχανισμός Εξέλιξης Μικροσκοπικής Βλάβης
Όταν τα σωματίδια υψηλής-ταχύτητας συγκρούονται με την επιφάνεια από ανοξείδωτο χάλυβα, η στιγμιαία πίεση επαφής προκαλεί πλαστική παραμόρφωση και μικροσκοπικές εσοχές στη μήτρα και η επιφάνεια του παθητικού φιλμ οξειδίου του χρωμίου συνθλίβεται και αποκολλάται. Με συνεχείς επαναλαμβανόμενες κρούσεις, η υπολειπόμενη εφελκυστική τάση συσσωρεύεται γύρω από κάθε εσοχή και οι μικρορωγμές φυτρώνουν σε σημεία συγκέντρωσης τάσεων. Κάθε επόμενη κρούση προάγει τη διάδοση του άκρου της ρωγμής κατά μήκος της κατεύθυνσης του βάθους του τοιχώματος του σωλήνα. Για αέριο-υγρό μικτό μέσο, οι φυσαλίδες σπηλαίωσης καταρρέουν για να δημιουργήσουν κρουστικά κύματα και μικροεκτοξευτήρες, οι οποίοι προκαλούν μικρο-επιπτώσεις στην επιφάνεια του σωλήνα σε υψηλή συχνότητα, επιταχύνοντας την έναρξη της ρωγμής. Αφού οι ρωγμές διεισδύσουν στο πάχος του τοιχώματος, ο σωλήνας θέρμανσης διαρρέει γρήγορα. Όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα ροής και η σκληρότητα των σωματιδίων, τόσο μικρότερος είναι ο κύκλος διείσδυσης της κόπωσης.
2. Τυπικές θέσεις επιρρεπείς στην κόπωση από πρόσκρουση
Είσοδος αγωγού με άμεση πρόσκρουση εισερχόμενου υγρού και πίδακα σωματιδίων.
Τμήματα αγκώνων και στροφής όπου η κατεύθυνση ροής αλλάζει απότομα και τα σωματίδια συγκεντρώνονται για να χτυπήσουν το εξωτερικό τοίχωμα τόξου.
Εξαγωγή αντλίας και ευθεία τμήματα σωλήνων υψηλής- ροής με μέγιστη μέση ταχύτητα ροής.
Περιοχές ροής αερίου-υγρού δύο-φάσεων με συχνή σπηλαίωση και κατάρρευση φυσαλίδων.
Προεξέχουσες ραφές συγκόλλησης και επιφανειακά εξογκώματα που χτυπιούνται κατά προτίμηση από στερεές ακαθαρσίες.
3. Βασικοί παράγοντες που επιταχύνουν τη ζημιά κόπωσης από κρούση
Υπερβολικά υψηλός μεσαίος ρυθμός ροής που οδηγεί σε ισχυρή κινητική ενέργεια των σωματιδίων κρούσης.
Μεγάλη ποσότητα άμμου, σκωρίας σκουριάς και σκληρών αιωρούμενων σωματιδίων αναμεμειγμένα στο κυκλοφορούν μέσο.
Τραχιά επιφάνεια με πολλές προεξοχές και ελαττώματα που χρησιμεύουν ως πηγές εκκίνησης ρωγμών.
Μακροχρόνια-αδιάλειπτη λειτουργία χωρίς φιλτράρισμα ακαθαρσιών στο μέσο.
Λεπτή σχεδίαση πάχους τοιχώματος σωλήνων θέρμανσης με ανεπαρκή αντικρουόμενο-περιθώριο.
4. Πλήρη-Τεχνικά μέτρα πρόληψης και διακυβέρνησης σύνδεσης
① Εγκαταστήστε το μπροστινό-φίλτρο και τον εξοπλισμό αποσυμπίεσης
Τοποθετήστε φίλτρα ακριβείας και παγίδες ιζημάτων στην είσοδο του συστήματος για να παρεμποδίσουν τα στερεά σωματίδια και να αποκόψουν ουσιαστικά την πηγή πρόσκρουσης.
② Βελτιστοποιήστε τη διάταξη του αγωγού για την προσωρινή αποθήκευση της εισερχόμενης ροής
Προσθέστε προστατευτικά διαφράγματα και τμήματα σταδιακής μετάβασης στην είσοδο για να διασκορπίσετε τη ροή πίδακα και να μειώσετε την άμεση συγκεντρωμένη πρόσκρουση στο σώμα του σωλήνα.
③ Αυξήστε το τοπικό πάχος τοιχώματος για ευάλωτες θέσεις κρούσης
Πυκνώστε το τοίχωμα του σωλήνα των γωνιών και των τμημάτων εισόδου για να διατηρήσετε αρκετό περιθώριο πάχους αντίστασης κόπωσης.
④ Μειώστε την ταχύτητα ροής εύλογα εντός του επιτρεπόμενου εύρους της διεργασίας
Ρυθμίστε τη συχνότητα λειτουργίας της αντλίας για χαμηλότερη μέση ταχύτητα ροής και αποδυναμώστε την κινητική ενέργεια της κρούσης σωματιδίων.
⑤ Γυαλίστε την επιφάνεια του σωλήνα για να εξαλείψετε τα σημεία συγκέντρωσης τάσεων
Υιοθετήστε την ηλεκτροστίλβωση για να αφαιρέσετε τα γρέζια συγκόλλησης και τις επιφανειακές προεξοχές, μειώνοντας την πιθανότητα δημιουργίας μικρορωγμών υπό κρούση.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Λειτουργία & Δομικό Σχέδιο | Επίπτωση Κίνδυνος κόπωσης | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Χωρίς διήθηση + άμεσο καθαρισμό σωματιδίων υψηλής-ταχύτητας | Αποτυχία ταχείας τοπικής διάτρησης | Πρέπει να προστεθεί διήθηση και μετασχηματισμός buffer |
| Μπροστινή-αναχαίτιση ακαθαρσιών + βελτιστοποίηση ρυθμού ροής | Καταστέλλει σημαντικά το σκάσιμο λόγω κόπωσης | Τυπική διαμόρφωση συμβατικού συστήματος κυκλοφορίας |
| Τοπική πάχυνση + επεξεργασία λείας επιφάνειας | Επιδόσεις μακροχρόνιας χρήσης κατά των κρουσμάτων | Προτιμώμενο σχέδιο κατάστασης λειτουργίας βαρέων σωματιδίων μεσαίου μεγέθους |
Σύναψη
Η διάτρηση από κρούση κόπωσης των σωλήνων θέρμανσης 316 είναι σωρευτική βλάβη που προκαλείται από κυκλικό μηχανικό σοκ από ακαθαρσίες και σπηλαίωση. Η βασική ιδέα ελέγχου είναι η αναχαίτιση των λειαντικών σωματιδίων στην πηγή, η διασπορά της πρόσκρουσης του συμπυκνωμένου υγρού, η μείωση της κινητικής ενέργειας ροής και η εξάλειψη της συγκέντρωσης επιφανειακής πίεσης. Μέσω της βελτιστοποίησης της δομής του αγωγού, του μεσαίου καθαρισμού και του φινιρίσματος της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας, μπορούν να αποφευχθούν αποτελεσματικά τα ξαφνικά ατυχήματα διαρροής που προκαλούνται από-μακροπρόθεσμη κόπωση από κρούση.
