Ispupčenje uslijed toplinskog naprezanja odnosi se na nedosljedne koeficijente linearnog širenja između PFA obloge i vanjske čelične osnovne cijevi tijekom porasta temperature cjevovoda i ciklusa hlađenja. Fluoroplastična obloga proizvodi daleko veće toplinsko istezanje od krute čelične cijevi, a aksijalno toplinsko širenje ozbiljno je ograničeno prirubnicom i strukturama sidrenja. Prekomjerno toplinsko naprezanje pretvara se u radijalno tlačno naprezanje, zbog čega se obloga lokalno ispupčuje prema unutra, istiskuje i nabora, sužava prolaz protoka i čak potpuno blokira cjevovod. U međuvremenu, ispupčena deformacija povlači veznu površinu labavom, uzrokujući srednju infiltraciju, međuslojne mjehuriće i odvajanje obloge velike-površine. Ovaj kvar je tipično oštećenje strukturne deformacije izazvano neusklađenim ograničenjem toplinske ekspanzije, koje se često vidi u dugim ravnolinijskim cjevovodima s fiksnim dva-kraja prirubnica.
1. Neusklađenost toplinske ekspanzije i mehanizam izbočene deformacije
PFA materijal ima koeficijent toplinske ekspanzije oko 10 puta veći od ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika. Kada se sustav zagrije, obloga se namjerava rastegnuti aksijalno duž duljine cijevi, ali su oba kraja zaključana prirubničkim stezanjem bez granice pomaka. Unutar obloge nakuplja se ogromno toplinsko naprezanje pri pritisku. Kada naprezanje prijeđe kritičnu granicu izvijanja materijala, obloga gubi dimenzijsku stabilnost i izboči se prema središtu cjevovoda kako bi oslobodila unutarnje naprezanje. Nakon hlađenja, deformirane bore se ne mogu vratiti u prvobitni ravni oblik zbog viskoelastičnog puzanja, stvarajući trajne konveksne barijere unutar cijevi. Za razliku od kolapsa vakuumskog negativnog tlaka potaknutog vanjskim atmosferskim tlakom, ova deformacija potječe od unutarnjeg toplinskog tlačnog naprezanja uzrokovanog ograničenjem ekspanzije.
2. Tipični položaji skloni oštećenjima od izbočenja uslijed toplinskog naprezanja
Dugi jednodijelni-ravni cjevovodi fiksirani samo na dva kraja bez kompenzacije srednjeg širenja;
Horizontalni cjevovodi gdje gravitacija pomaže da se donja obloga prednostno izboči prema dolje;
Segmenti cijevi između dvije krute fiksne prirubnice s nultim rezerviranim dopuštenjem pomaka;
Tanki dijelovi obloge slabe krutosti i niske otpornosti na toplinsku deformaciju izvijanja;
Područja na kojima je podstava unaprijed djelomično odvojena, postajući preferirana pozicija ispupčenja pod pritiskom.
3. Čimbenici koji potiču jezgru koji ubrzavaju deformacijski slom
Nisu ugrađeni dilatacijski spojevi ili teleskopske kompenzacijske strukture za-odjeljke obložene cijevi na velike udaljenosti;
Dva kraja cjevovoda imaju potpunu krutu fiksaciju bez zadržavanja aksijalnog kliznog prostora za produljenje obloge;
Obloga je integralno sinterirana i spojena s čeličnom cijevi s prejakim prianjanjem, ne može osloboditi aksijalni pomak laganim klizanjem;
Operacija brzog porasta temperature generira trenutno ogromno toplinsko naprezanje bez postupnog popuštanja naprezanja;
Više ciklusa hladne i vruće izmjene superponira kumulativnu deformaciju puzanja kako bi se bore trajno učvrstile.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Postavite valovite dilatacijske spojeve ili kompenzacijske spojeve kliznog tipa na dugačke ravne cjevovode
Omogućite prostor za aksijalno istezanje kako biste temeljno oslobodili toplinsko istezanje.
② Usvojite strukturu plutajuće prirubnice na krajevima cijevi kako biste omogućili sićušno aksijalno klizanje obloge i čelične cijevi
Izbjegavajte kruto blokiranje toplinskog pomaka na graničnim položajima prirubnice.
③ Prikladno umjereno smanjite ukupnu snagu lijepljenja djelomičnih dijelova
Omogućuje mikro relativno klizanje između obloge i podloge radi raspršivanja tlačnog naprezanja.
④ Provedite postupak postupnog sporog porasta temperature kako biste izbjegli nagli toplinski udar u kratkom vremenu
Raspršite toplinsko naprezanje korak po korak kako biste spriječili iznenadno savijanje.
⑤ Organizirajte redoviti endoskopski pregled za cjevovode dugog fiksnog raspona-
Provjerite ispupčenja i naborane nedostatke i zamijenite neispravne dijelove cijevi na vrijeme.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Raspored cjevovoda i način fiksiranja | Rizik od toplinskog naprezanja | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Dugačka cijev s krutim dvo-krajevima pričvršćivanje + bez kompenzacijskog uređaja + izravno brzo zagrijavanje | Nakon nekoliko ciklusa zagrijavanja dolazi do očitog izbočenja obloge prema unutra i smanjenja protoka | Naknadno ugradite kompenzacijske komponente ekspanzije i transformirajte oblik fiksne prirubnice |
| Opremljen ekspanzijskim spojevima + plutajućim krajnjim ograničenjem + radom s gradijentom porasta temperature | Učinkovito eliminirajte toplinsko kompresijsko naprezanje i nepovratnu deformaciju izvijanja | Specifikacija standardnog rasporeda za prijenosne cjevovode za grijanje velikog- raspona obložene PFA |
| Dizajn segmentiranog sidrenja + simulacija konačnih elemenata toplinske ekspanzije + godišnji interni video pregled | Izuzetno dugo{0}}izbočeno začepljenje i međuslojno ljuštenje skrivaju opasnost | Preferirana shema za fiksni-okvir intenzivan raspored protiv-korozijske mreže grijaćih cijevi |
Zaključak
PFA obloga, toplinsko naprezanje, ekstruzija, ispupčenje, blokada, kvar proizlazi iz velike razlike u stopi toplinskog širenja između obloge i čelične cijevi, a kruto strukturno ograničenje pretvara aksijalno produljenje u radijalnu deformaciju izvijanja. Osnovne protumjere za sprječavanje uključuju konfiguriranje dodataka za toplinsku kompenzaciju, usvajanje pomičnih graničnih prirubnih struktura, umjereno prilagođavanje performansi spajanja sučelja, standardiziranje rada porasta temperature i provođenje periodičnih unutarnjih pregleda. Kontrola cijelog-procesa zatvorene-petlje dizajna rasporeda cjevovoda, načina pričvršćivanja krajeva i rada regulacije temperature može spriječiti začepljenje cjevovoda i slučajeve curenja korozije supstrata kao rezultat neusklađene deformacije toplinskog naprezanja PFA obloženih cijevi za grijanje.
