Η ρηγμάτωση θερμικής κόπωσης αναφέρεται σε επαναλαμβανόμενη κυκλική διαστολή και συστολή του τοιχώματος του σωλήνα που προκαλείται από συχνές δραστικές αλλαγές θερμοκρασίας κατά την εκκίνηση, τη διακοπή λειτουργίας και τις διακυμάνσεις φορτίου. Η περιοδική θερμική εφελκυστική και θλιπτική τάση συσσωρεύει μικρορωγμές σε επιφάνειες υλικού και συγκολλήσεις. Αυτά τα μικροσκοπικά σπασίματα διαστέλλονται συνεχώς υπό εναλλασσόμενα θερμικά φορτία μέχρι να διεισδύσουν στο τοίχωμα του σωλήνα και να προκαλέσουν διαρροή. Αυτή η λειτουργία αστοχίας δεν παρουσιάζει εμφανή ομοιόμορφη διάβρωση ή λέπτυνση και οι ρωγμές ξεκινούν κυρίως από συγκεντρωμένα δομικά μέρη-που είναι μια τυπική ζημιά κόπωσης που προκαλείται από τον κύκλο της θερμοκρασίας.
1. Μηχανισμός Βλάβης Θερμικής Κόπωσης πυρήνα
Όταν ο σωλήνας θέρμανσης ενεργοποιείται για να θερμαίνεται γρήγορα, το εξωτερικό μέσο-επαφής στρώμα έχει χαμηλότερη θερμοκρασία ενώ η εσωτερική πλευρά θέρμανσης θερμαίνεται απότομα, δημιουργώντας κλίση θερμοκρασίας και ασυνεπή θερμική διαστολή μέσα στο τοίχωμα του σωλήνα. Η ασυντόνιστη παραμόρφωση προκαλεί εσωτερική θερμική καταπόνηση. Κατά τη διακοπή λειτουργίας και την ψύξη του εξοπλισμού, το υλικό συρρικνώνεται άνισα προς την αντίστροφη κατεύθυνση και σχηματίζει αντίθετη υπολειμματική τάση. Μετά από χιλιάδες εναλλαγές ψυχρού-ζεστών, η κυκλική καταπόνηση οδηγεί σε συσσώρευση εξάρθρωσης και πυρήνωση μικρορωγμών στα όρια των κόκκων, ελαττώματα συγκόλλησης και επιφανειακές γρατζουνιές. Κάθε διακύμανση της θερμοκρασίας οδηγεί στη διάδοση της άκρης της ρωγμής. Μόλις η ρωγμή διαπεράσει το πάχος του τοιχώματος, εμφανίζεται απότομα διαρροή μέσω του τοιχώματος. Όσο πιο γρήγορη είναι η ταχύτητα αύξησης και πτώσης της θερμοκρασίας, τόσο πιο σύντομος είναι ο κύκλος έναρξης της ρωγμής κόπωσης.
2. Τυπικές θέσεις ευάλωτες σε ρωγμές θερμικής κόπωσης
Συγκολλήσεις και ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα-με ανομοιόμορφη μεταλλογραφική δομή και εγγενή ελαττώματα τάσης.
U-καμπτόμενα τμήματα και περιοχές μετάβασης τόξου όπου η παραμένουσα τάση σχηματισμού επικαλύπτεται με τη θερμική τάση.
Γραμμή στάθμης υγρού-εναλλασσόμενου αερίου με περιοδικό εμποτισμό και ψύξη αέρα.
Τοπική υπερθέρμανση ξηρών-περιοχών που καίγονται με ακραία διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των καυτών σημείων και της γύρω μήτρας.
Τοποθέτηση σημείων σύσφιξης που περιορίζονται από εξαρτήματα που δεν μπορούν ελεύθερα να διαστέλλονται και να συστέλλονται.
3. Κύριοι Επιταχυντικοί Παράγοντες Επαγωγής
Συχνή εκκίνηση-διακοπής έκτακτης ανάγκης και γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας χωρίς προθέρμανση με κλίση.
Υπερβολική πυκνότητα ισχύος που οδηγεί σε υπερβολική στιγμιαία θερμοκρασία επιφάνειας του σωλήνα θέρμανσης.
Σταθερό άκαμπτο περιοριστικό στήριγμα που περιορίζει την ελεύθερη θερμική επιμήκυνση του σώματος του σωλήνα.
Υλικό βάσης με εσωτερικά εγκλείσματα, πόρους και πρωτότυπα μικροελαττώματα επεξεργασίας.
Μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ θερμαντικού μέσου και περιβάλλοντος περιβάλλοντος.
4. Ιεραρχικά Τεχνικά Μέτρα Πρόληψης και Εξάλειψης
① Υιοθετήστε σταδιακό έλεγχο θέρμανσης με κλίση
Ρυθμίστε τη φάση προθέρμανσης χαμηλής-ισχύος πριν από την επίσημη λειτουργία σε επιβράδυνση του ρυθμού αύξησης της θερμοκρασίας και μείωση της στιγμιαίας τάσης θερμικής κλίσης μέσα στο τοίχωμα του σωλήνα.
② Βελτιστοποιήστε τη δομική σχεδίαση για ελεύθερη θερμική παραμόρφωση
Χρησιμοποιήστε κινητά συρόμενα στηρίγματα αντί για πλήρως σταθερούς σφιγκτήρες για να διατηρήσετε το όριο διαστολής και να αποφύγετε το κλείδωμα της θερμικής καταπόνησης που προκαλείται από άκαμπτο περιορισμό.
③ Εξαλείψτε την αρχική υπολειμματική τάση μέσω της μετα-ανόπτησης συγκόλλησης
Διεξάγετε ενσωματωμένη θερμική επεξεργασία ανακούφισης καταπόνησης μετά την κάμψη και τη συγκόλληση για να απελευθερώσετε την υπολειπόμενη τάση σχηματισμού και συγκόλλησης και να μειώσετε τις πηγές ρωγμών κόπωσης.
④ Βελτιστοποιήστε τη σχεδίαση ισχύος για να περιορίσετε την κορυφή της θερμοκρασίας της επιφάνειας
Ταιριάξτε εύλογα την ισχύ θέρμανσης με βάση τις συνθήκες μέσης ροής και απαγωγής θερμότητας για να αποφύγετε τοπικά καυτά σημεία πάνω από-τη θερμοκρασία και την υπερβολική διαφορά θερμοκρασίας.
⑤ Βελτιώστε την ακεραιότητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας σωλήνα
Υιοθετήστε την ηλεκτροστίλβωση για να αφαιρέσετε επιφανειακά σημάδια εργαλείων και μικρογρατσουνιές που είναι επιρρεπείς στην εκκίνηση ρωγμών.
5. Σύγκριση των αποτελεσμάτων πρόληψης για διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας
表格
| Λειτουργία & δομικός τρόπος | Κίνδυνος ρωγμών θερμικής κόπωσης | Συνιστώμενο σχέδιο βελτιστοποίησης |
|---|---|---|
| Συχνή γρήγορη εκκίνηση-διακοπή + πλήρως σταθερή άκαμπτη υποστήριξη | Εξαιρετικά υψηλή πιθανότητα ρωγμών | Πρέπει να προσθέσετε πρόγραμμα προθέρμανσης και συρόμενους βραχίονες |
| Έλεγχος θερμοκρασίας κλίσης + θεραπεία ανακούφισης από το στρες | Καταστείλετε σημαντικά την αποτυχία κόπωσης | Τυπικές προδιαγραφές παραγωγής και λειτουργίας |
| Χαμηλή-ελαττωματική πρώτη ύλη + ευέλικτη δομή επέκτασης | Απόδοση μακροχρόνιας υπηρεσίας κατά της-κόπωσης | Προτιμώμενο πρόγραμμα διαλείπουσας συχνής εκκίνησης εξοπλισμού |
Σύναψη
Το ράγισμα θερμικής κόπωσης των 316 σωλήνων θέρμανσης είναι συσσωρευμένη ζημιά που προκαλείται από επαναλαμβανόμενες εναλλασσόμενες θερμικές καταπονήσεις από κύκλους κρύου και ζεστού. Η βασική ιδέα πρόληψης είναι η επιβράδυνση της ταχύτητας αλλαγής θερμοκρασίας, η εξάλειψη των δομικών περιορισμών στη θερμική διαστολή, η αφαίρεση της αρχικής υπολειμματικής τάσης του τεμαχίου εργασίας και η μείωση των πηγών ρωγμών επιφανειακών ελαττωμάτων. Μέσω της τυποποιημένης λογικής ηλεκτρικού ελέγχου και του σχεδιασμού δομικής βελτιστοποίησης, μέσω-ατυχημάτων θραύσης τοίχου που προκαλούνται από θερμική κόπωση μπορούν να αποφευχθούν αποτελεσματικά.
