Растрескивание под термическим напряжением означает резкие колебания температуры между холодным запуском, аварийным остановом и чередованием циклов нагрева и охлаждения. Коэффициент линейного расширения футеровки PFA сильно отличается от стальной основы. Когда футеровка плотно приклеена к стальной трубе, неравномерное тепловое расширение и сжатие создают огромные сдерживаемые внутренние напряжения внутри слоя фторопласта. Как только напряжение превышает предел растяжения материала, на поверхности футеровки возникают осевые или кольцевые сквозные трещины. Коррозионная среда проникает через трещины в прослойку, вызывая пузырение, расслоение больших-площадей и утечку ржавчины из стальных труб. Треснувшие фрагменты футеровки отваливаются и блокируют трубопроводную арматуру, например колена и тройники. Данная неисправность часто возникает в трубопроводах отопления с частым переключением температуры, резким повышением и понижением температуры.
1. Сдержанная термическая деформация и механизм возникновения трещин.
Стальная базовая труба имеет низкую степень теплового расширения, а футеровка из PFA имеет гораздо большую амплитуду расширения и усадки при изменении температуры. При ограничении сцепления облицовка не может свободно растягиваться при нагревании и сжимается, создавая сжимающее напряжение; во время сжатия при охлаждении он плотно притягивается к жесткой стальной трубе и создает высокое растягивающее напряжение. Многократное чередование горячего-холодного приводит к накоплению усталостной усталости внутри футеровки, а микротрещины зарождаются в точках концентрации напряжений и распространяются на всю толщину футеровки. В отличие от хрупкости при старении, вызванной химическим повреждением молекулярной цепи, эта трещина возникает чисто механически из-за несоответствующего ограничения термической деформации, а след излома демонстрирует четкие характеристики разрушения под напряжением.
2. Типичные положения, подверженные термическому повреждению
Длинные прямые участки труб с общей устойчивостью к склеиванию и концентрированным совокупным термическим напряжением;
Отводы, переходники и тройники с резкими структурными изменениями и сильной концентрацией напряжений;
Переходные зоны фланцев, где размерные изменения приводят к концентрации напряжений;
Местные ремонтные заплаты для облицовки с непостоянной прочностью сцепления и характеристиками расширения;
Участки трубопровода, одна сторона которых нагревается, а другая сторона изолирована, образуют асимметричное температурное поле.
3. Основные факторы, ускоряющие разрушение трещин.
При работе на-площадке применяется одноразовый-быстрый нагрев или принудительное аварийное охлаждение без градиентного перехода;
Футеровка полностью спечена с прочным соединением по всей-поверхности, не оставляя припуска на микроперемещения из-за термической деформации;
Изоляция трубопровода частично отсутствует, что приводит к неравномерной температуре стенки трубы и местным перегрузкам напряжения;
В проекте не учитывается разница температурного расширения между футеровкой и основным материалом, отсутствуют меры по структурному разделению;
Частые циклы запуска и остановки усиливают усталостные повреждения при переменном термическом напряжении.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Сформулируйте сегментированные рабочие процедуры медленного нагрева и постепенного охлаждения.
Избегайте мгновенной разницы температур, чтобы полностью исключить возникновение резких термических напряжений.
② Оптимизировать процесс спекания футеровки, используя точечное или сетчатое соединение вместо сплошного-склеивания.
Оставьте небольшие скользящие зазоры, чтобы компенсировать тепловое расширение и смещение при сжатии.
③ Своевременно ремонтируйте поврежденные изоляционные слои, чтобы гарантировать равномерное сохранение тепла в трубопроводе.
Устранить локальное переохлаждение и перегрев участков с неравномерным распределением напряжений.
④ Установите секции компенсации расширения и гибкие соединительные соединения для трубопроводов, проложенных на длинные-расстояния.
Устраните общую тепловую деформацию тела трубы.
⑤ Проводите регулярный эндоскопический осмотр, уделяя особое внимание переходным частям и длинным прямым трубам.
Обнаруживайте крошечные термические трещины до того, как произойдет их проникновение и утечка.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Склеивание и режим работы | Риск растрескивания при термическом напряжении | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Плотное соединение-по всей площади + прямое быстрое изменение температуры + неполная изоляция | Проникающие трещины появляются после нескольких циклов нагрева-холода. | Преобразование в процесс локального склеивания и внедрение градиентного контроля температуры. |
| Облицовка точечного склеивания + стандартизированный нагрев/охлаждение + полная теплоизоляция | Эффективно амортизирует разницу в расширении и сдерживает распространение трещин под напряжением. | Стандартные заводские и эксплуатационные характеристики трубопроводов отопления-переменной температуры с футеровкой из PFA |
| Модифицированная футеровка из PFA с низким-расширением + определение распределенной температуры + регулярная проверка на наличие трещин | Чрезвычайно низкая утечка раскалывания футеровки и скрытая опасность межслойной коррозии | Предпочтительная схема для проектов периодического периодического производства анти-антикоррозийных сетей отопления. |
Заключение
Растрескивание футеровки PFA под термическим напряжением возникает из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения футеровки и стальной основы. Ограниченное расширение и сжатие создают попеременные растягивающие и сжимающие напряжения, что приводит к растрескиванию футеровки насквозь-стенке. Меры по предотвращению активной зоны включают в себя контроль градиента температуры, оптимизацию режима приклеивания футеровки для сохранения припуска на деформацию, обеспечение полной и равномерной теплоизоляции, установку компенсационных конструкций трубопровода и проведение периодического контроля трещин. Полный-замкнутый-управление процессом производства футеровки, составление-технических условий эксплуатации на объекте и ежедневный осмотр оборудования позволяют исключить утечку среды и закупорку трубопровода, вызванные термическим растрескиванием нагревательных труб с футеровкой из PFA.
