Η αστοχία διόγκωσης εξώθησης θερμικής καταπόνησης αναφέρεται σε ασυνεπείς γραμμικούς συντελεστές διαστολής μεταξύ της επένδυσης PFA και του εξωτερικού χαλύβδινου σωλήνα βάσης κατά την αύξηση της θερμοκρασίας του αγωγού και τους κύκλους ψύξης. Η φθοριοπλαστική επένδυση παράγει πολύ μεγαλύτερη θερμική επιμήκυνση από τον άκαμπτο χαλύβδινο σωλήνα και η αξονική θερμική διαστολή περιορίζεται σοβαρά από δομές φλάντζας και αγκύρωσης. Η υπερβολική θερμική καταπόνηση μετατρέπεται σε ακτινική θλιπτική τάση, με αποτέλεσμα η επένδυση να διογκώνεται τοπικά προς τα μέσα, να εξωθείται και να τσαλακώνεται, να στενεύει τη δίοδο ροής και ακόμη και να φράζει εντελώς τον αγωγό. Εν τω μεταξύ, η διογκωμένη παραμόρφωση χαλαρώνει τη διεπαφή συγκόλλησης, προκαλώντας μεσαία διήθηση, φυσαλίδες μεταξύ των στρωμάτων και αποκόλληση της επένδυσης μεγάλης- περιοχής. Αυτή η αστοχία είναι τυπική βλάβη δομικής παραμόρφωσης που προκαλείται από ασυμβίβαστο περιορισμό θερμικής διαστολής, που παρατηρείται συχνά σε σωλήνες μεγάλης ευθείας γραμμής με σταθερές δύο-ακραίες φλάντζες.
1. Μηχανισμός ασυμφωνίας θερμικής διαστολής και διόγκωσης παραμόρφωσης
Το υλικό PFA έχει συντελεστή θερμικής διαστολής περίπου 10 φορές μεγαλύτερο από αυτόν του ανθρακούχου χάλυβα και του ανοξείδωτου χάλυβα. Όταν το σύστημα θερμαίνεται, η επένδυση σκοπεύει να τεντωθεί αξονικά κατά μήκος του σωλήνα, ωστόσο και τα δύο άκρα ασφαλίζονται με σύσφιξη με φλάντζα χωρίς περιθώριο μετατόπισης. Στο εσωτερικό της επένδυσης συσσωρεύεται τεράστια θλιπτική θερμική τάση. Όταν η τάση υπερβαίνει το κρίσιμο όριο λυγισμού του υλικού, η επένδυση χάνει σταθερότητα διαστάσεων και διογκώνεται προς το κέντρο του αγωγού για να απελευθερώσει την εσωτερική πίεση. Μετά την ψύξη, οι παραμορφωμένες ρυτίδες δεν μπορούν να επανέλθουν στο αρχικό επίπεδο σχήμα λόγω του ιξωδοελαστικού ερπυσμού, σχηματίζοντας μόνιμα κυρτά εμπόδια στο εσωτερικό του σωλήνα. Διαφορετική από την κατάρρευση αρνητικής πίεσης κενού που προκαλείται από την εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση, αυτή η παραμόρφωση προέρχεται από την εσωτερική θερμική πίεση συμπίεσης που προκαλείται από περιορισμό διαστολής.
2. Τυπικές θέσεις επιρρεπείς σε ζημιά από διόγκωση θερμικού στρες
Μακριοί αγωγοί μονής-τομής με ευθεία γραμμή που στερεώνονται μόνο στα δύο άκρα χωρίς ενδιάμεση αντιστάθμιση διαστολής.
Οριζόντιοι αγωγοί όπου η βαρύτητα βοηθά την κάτω επένδυση να διογκωθεί προς τα κάτω κατά προτίμηση.
Τμήματα σωλήνων μεταξύ δύο άκαμπτων σταθερών φλαντζών με μηδενικό δεσμευμένο όριο μετατόπισης.
Λεπτά τμήματα επένδυσης με ασθενή ακαμψία και χαμηλή αντίσταση στη θερμική παραμόρφωση λυγισμού.
Περιοχές όπου η επένδυση είναι μερικώς αποκολλημένη εκ των προτέρων, καθιστώντας την προτιμώμενη θέση διόγκωσης υπό συμπίεση.
3. Παράγοντες επαγωγής πυρήνα που επιταχύνουν την αποτυχία παραμόρφωσης
Δεν έχουν εγκατασταθεί αρμοί διαστολής ή τηλεσκοπικές δομές αντιστάθμισης για τμήματα σωλήνων με επένδυση μεγάλων αποστάσεων.
Τα δύο άκρα του αγωγού υιοθετούν πλήρη άκαμπτη στερέωση χωρίς να δεσμεύουν αξονικό ολισθαίνοντα χώρο για επιμήκυνση επένδυσης.
Η επένδυση είναι ενιαία πυροσυσσωματωμένη και συνδεδεμένη με τον χαλύβδινο σωλήνα με πολύ ισχυρή πρόσφυση, που δεν μπορεί να απελευθερώσει την αξονική μετατόπιση μέσω ελαφριάς ολίσθησης.
Η λειτουργία ταχείας αύξησης της θερμοκρασίας δημιουργεί στιγμιαία τεράστια θερμική καταπόνηση χωρίς σταδιακή ανακούφιση από το στρες.
Πολλαπλοί γύροι εναλλαγής κρύου και ζεστού υπερθέτουν τη σωρευτική παραμόρφωση ερπυσμού για να στερεοποιηθούν μόνιμα οι ρυτίδες.
4. Πλήρη-Τεχνικά μέτρα πρόληψης και ελέγχου σύνδεσης
① Τοποθετήστε κυματοειδείς αρμούς διαστολής ή αρμούς αντιστάθμισης τύπου ολίσθησης σε μεγάλες ευθείες σωληνώσεις
Παρέχετε χώρο αξονικής τάνυσης για να απελευθερώσετε θεμελιωδώς την τάση θερμικής επιμήκυνσης.
② Υιοθετήστε τη δομή πλωτής φλάντζας στα άκρα των σωλήνων για να επιτρέψετε τη μικροσκοπική αξονική ολίσθηση της επένδυσης και του χαλύβδινου σωλήνα
Αποφύγετε το άκαμπτο κλείδωμα της θερμικής μετατόπισης στις οριακές θέσεις φλάντζας.
③ Μειώστε κατάλληλα τη συνολική αντοχή συγκόλλησης μερικών τμημάτων
Επιτρέψτε τη μικροσχετική ολίσθηση μεταξύ της επένδυσης και του υποστρώματος για να εκτονωθεί η θλιπτική τάση.
④ Εφαρμόστε τη διαδικασία σταδιακής αργής αύξησης της θερμοκρασίας για να αποφύγετε την απότομη αύξηση της θερμικής καταπόνησης σε σύντομο χρονικό διάστημα
Διασκορπίστε τη θερμική καταπόνηση βήμα προς βήμα για να αποτρέψετε τον ξαφνικό λυγισμό.
⑤ Κανονίστε τακτική ενδοσκοπική επιθεώρηση για σωλήνες μεγάλου σταθερού-ανοιγόμενου
Ελέγξτε τα διογκωμένα και τσαλακωμένα ελαττώματα και αντικαταστήστε έγκαιρα τα ελαττωματικά τμήματα του σωλήνα.
5. Πίνακας σύγκρισης αποτελεσμάτων πρόληψης
表格
| Διάταξη αγωγού & Λειτουργία επιδιόρθωσης | Κίνδυνος διόγκωσης θερμικής καταπόνησης | Πρόταση εφαρμογής |
|---|---|---|
| Μακρύς σωλήνας άκαμπτη διπλή-στερέωση + χωρίς συσκευή αντιστάθμισης + άμεση γρήγορη θέρμανση | Η προφανής διόγκωση της επένδυσης προς τα μέσα και η μείωση της ροής εμφανίζονται μετά από αρκετούς κύκλους θέρμανσης | Τοποθετήστε εκ των υστέρων εξαρτήματα αντιστάθμισης διαστολής και μετασχηματίστε τη σταθερή φλάντζα |
| Εξοπλισμένο με αρμούς διαστολής + πλωτό όριο άκρου + λειτουργία ανύψωσης θερμοκρασίας με κλίση | Εξαλείψτε αποτελεσματικά την τάση θερμικής συμπίεσης και την μη αναστρέψιμη παραμόρφωση λυγισμού | Τυπική προδιαγραφή διάταξης για αγωγούς μεταφοράς θέρμανσης μεγάλου-με επένδυση PFA |
| Σχεδιασμός τμηματικής αγκυρώσεως + προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων θερμικής διαστολής + ετήσια εσωτερική επιθεώρηση βίντεο | Εξαιρετικά μακροπρόθεσμος-διογκωμένος κίνδυνος απόφραξης και απολέπισης μεταξύ των στρωμάτων | Προτιμώμενο σχέδιο για σταθερά-δίκτυα σωλήνων θέρμανσης με αντιδιαβρωτική διάταξη-εντατικού πλαισίου |
Σύναψη
Η αστοχία απόφραξης εξώθησης θερμικής καταπόνησης της επένδυσης PFA προέρχεται από τη μεγάλη διαφορά στο ρυθμό θερμικής διαστολής μεταξύ επένδυσης και χαλύβδινου σωλήνα και ο άκαμπτος δομικός περιορισμός μετατρέπει την αξονική επιμήκυνση σε ακτινική παραμόρφωση λυγισμού. Τα βασικά αντίμετρα πρόληψης περιλαμβάνουν τη διαμόρφωση εξαρτημάτων θερμικής αντιστάθμισης, την υιοθέτηση κινητών δομών φλάντζας περιορισμού, τη μέτρια προσαρμογή της απόδοσης σύνδεσης διεπαφής, την τυποποίηση της λειτουργίας αύξησης θερμοκρασίας και την περιοδική εσωτερική επιθεώρηση. Ο έλεγχος ολόκληρης-διαδικασίας κλειστού-βρόχου του σχεδιασμού της διάταξης του αγωγού, ο τρόπος στερέωσης άκρου και η λειτουργία ρύθμισης θερμοκρασίας μπορούν να αποτρέψουν την απόφραξη του αγωγού και τα περιστατικά διαρροής διάβρωσης του υποστρώματος που προκύπτουν από ασυμφωνία με τη θερμική τάση παραμόρφωσης των σωλήνων θέρμανσης με επένδυση PFA.
