Neuspjeh ekstruzije uzrokovane toplinskom deformacijom znači da je pod dugotrajnim-ciklusima visoke i niske temperature koeficijent linearnog širenja PFA obloge daleko veći nego kod cijevi s metalnom bazom. Obloga stvara ireverzibilno toplinsko skupljanje i deformaciju širenja te se istiskuje i stišće unutar ograničene šupljine cijevi. Obloga se savija, nakuplja i lokalno deformira, blokirajući kanal protoka cjevovoda. Jaka ekstruzija pokidat će strukturu obloge, dopustiti korozivnom mediju da prodre kroz veznu površinu i izazvati ljuštenje obloge na velikom-površinu i curenje korozije podloge. Ovaj se kvar uglavnom događa u cjevovodima s čestim porastom i padom temperature, što pripada strukturnom oštećenju uzrokovanom neusklađenim toplinskim širenjem između obloge i osnovnog materijala.
1. Mehanizam deformacije toplinske ekstruzije
Toplinska ekspanzija PFA fluoroplastike desetke je puta veća nego kod podloga od ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika. Kada se sustav zagrije, obloga se širi prema van i ograničena je krutom unutarnjom stijenkom metalne cijevi, stvarajući unutarnje tlačno naprezanje. Tijekom isključivanja hlađenja, obloga se skuplja prema unutra i ne može se potpuno vratiti zbog ograničenja osnovne cijevi. Ponovljeni temperaturni ciklusi uzrokuju kumulativnu plastičnu deformaciju obloge. Na uskim dijelovima cijevi i savijenim položajima, višak materijala za oblaganje istiskuje se u nabore i izbočine. Presavijeno područje podnosi koncentriran stres i sklono je pucanju i kidanju. Za razliku od starenja i oštećenja otapalom, ovaj kvar je čisto deformacija neusklađenosti dimenzija uzrokovana razlikom fizičkog toplinskog širenja, a ne kemijskim propadanjem materijala.
2. Tipični položaji skloni oštećenju uslijed toplinske ekstruzije
Reduktor i dijelovi cijevi promjenjivog-promjera s iznenadnom promjenom unutarnjeg promjera i jednostavnim slaganjem obloga;
Koljena i zakrivljeni cjevovodi sa zakrivljenom unutarnjom stijenkom koja ograničava slobodno širenje obloge;
Dugi ravni cjevovodi s velikom kumulativnom duljinom širenja i skupljanja;
Položaji korijena prirubnice gdje je obloga fiksirana na kraju i toplinski pomak je koncentriran;
Često pokrenite-zaustavite cjevovode opreme s drastičnim promjenama temperature u svakom radnom ciklusu.
3. Ključni inducirajući čimbenici koji ubrzavaju neuspjeh ekstruzije
Nema rezerviranog dopuštenja za toplinsko širenje u konstrukcijskom dizajnu obloge;
Pretjerano debela jedno{0}}slojna obloga s velikim volumenom deformacije širenjem;
Često brzo zagrijavanje i hlađenje što dovodi do oštrog izmjeničnog stresa;
Krajevi cijevi potpuno fiksirani prirubnicom za zaključavanje prostora pomaka obloge;
Nerazuman proces sinteriranja koji rezultira prekomjernim unutarnjim zaostalim naprezanjem obloge.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Rezervirajte dilatacijske razmake tijekom obrade obloge i oblikovanja prirubnica
Postavite odgovarajuću granicu skupljanja za prigušivanje toplinskog pomaka PFA materijala.
② Kontrolirajte razumni raspon debljine sloja obloge
Izbjegavajte pre-debelu podstavu koja proizvodi prekomjerne suvišne deformacije tijekom promjene temperature.
③ Usvojite postupke gradijentnog grijanja i hlađenja
Zabranite trenutni temperaturni šok kako biste smanjili ciklički izmjenični stres.
④ Optimizirajte strukturu pričvršćivanja kraja prirubnice
Usvojite plutajuće granične prirubnice umjesto krutog potpunog zaključavanja kako biste omogućili sićušno aksijalno klizanje.
⑤ Izvršite redoviti endoskopski pregled za presavijene i ispupčene obloge
Odrežite ili zamijenite deformirane spojeve cijevi prije nego što dođe do začepljenja i pucanja.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Dizajn i način rada | Rizik od kvara toplinske ekstruzije | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Nema dopuštenja za širenje + kruto učvršćenje kraja + česti temperaturni šokovi | Blokada bora podstava i kidanje unutar nekoliko start-stop ciklusa | Odmah rastavite i ponovno obradite oblogu s rezerviranim razmakom za širenje |
| Unaprijed- postavljeni dopušteni deformacijski + standardizirana promjena temperature + periodični unutarnji pregled | Učinkovito izbjegavajte slaganje ekstruzijom obloge i oštećenja | Standardna proizvodna specifikacija za cjevovode obložene PFA promjenjivim temperaturama |
| Segmentirano spajanje obloge + struktura plutajuće prirubnice + spora regulacija temperature | Ekstremno niske toplinske deformacije skrivene nevolje | Preferirana shema za povremeni rad i česte temperaturne fluktuacije cjevovoda grijanja |
Zaključak
Kvar toplinske ekstruzije PFA obloge proizlazi iz ogromne razlike u koeficijentu toplinskog širenja između fluoroplastične obloge i metalne osnovne cijevi. Ponovljeni temperaturni ciklusi uzrokuju kumulativnu plastičnu deformaciju i prisilno presavijanje obloge u zatvorenom prostoru. Osnovne mjere prevencije uključuju rezerviranje dopuštenog strukturnog pomaka tijekom proizvodnje, optimiziranje načina ograničenja kraja, reguliranje brzine promjene temperature i redovitu provjeru stanja deformacije obloge. Cjelokupna-kontrola procesa dizajna obloge, tehnologije oblikovanja i rada na terenu može eliminirati rizike curenja od začepljenja cjevovoda i loma obloge uzrokovane toplinskom neusklađenom deformacijom PFA obloženih cijevi za grijanje.
