Под разрушением гидроудара понимаются мгновенные скачки давления, вызванные внезапным закрытием клапана, аварийным отключением насоса или быстрым прекращением потока-в транспортирующем трубопроводе. Резкая волна давления на высокой скорости ударяет по внутренней футеровке из ПФА, создавая мгновенное концентрированное напряжение, которое трескает или разрывает фторопластовую футеровку. Коррозионная среда проникает в щель трещины и отделяет футеровку от стальной основы, что в конечном итоге вызывает фрагментацию футеровки и утечку из-под фундамента. Этот отказ представляет собой типичное мгновенное ударное повреждение, вызванное гидравлическим переходным ударом, в основном возникающее на выпускных трубопроводах насоса, передних секциях быстро-запорных клапанов и отводных трубопроводах, склонных к внезапному отключению потока.
1. Механизм разрушения ударным гидроударом.
Когда поток жидкости резко блокируется в трубопроводе, находящемся под давлением, кинетическая энергия среды мгновенно преобразуется в сверх-высокое переходное давление, образуя волну давления гидроудара, распространяющуюся по полости трубы. Футеровка из PFA может выдерживать-расчетное давление в стабильном состоянии в течение длительного времени, однако ее мгновенная противо-ударная несущая способность намного ниже, чем у стальной базовой трубы. Волна давления импульсивно воздействует на футеровку стенки трубы, создавая напряжения растяжения и сдвига, значительно превышающие предел выносливости материала. Микротрещины сначала появляются в точках концентрации напряжений, а затем под действием повторяющихся ударных волн расширяются до проникающих трещин. Разломанная футеровка теряет структурную целостность, и технологическая жидкость просачивается в зону склеивания и отслаивает футеровку на куски. В отличие от деформации ползучести, вызванной длительным-статическим давлением, это повреждение вызвано кратковременной-сверх{10}}высокой импульсной нагрузкой, а не медленной деформацией материала.
2. Типичные положения, подверженные повреждению гидроударом
Прямые участки труб сразу за выходами насосов, где наиболее концентрированы скачки давления;
Вышестоящие участки трубопровода с электромагнитными клапанами и быстрозапорными-шаровыми кранами;
Тупики трубопроводов и закрытые глухие трубы, в которых волны давления отражаются и накладываются друг на друга;
Колено и тройник, где меняется направление потока и накапливается ударная сила;
Самые низкие точки горизонтального трубопровода, где на энергию гидравлического удара накладывается сила тяжести.
3. Основные факторы, ускоряющие шоковое разрушение
Внезапное полное закрытие клапанов и немедленное отключение электропитания насосов без процедуры постепенной разгрузки;
Отсутствие на трубопроводе компонентов сброса буферного давления, таких как воздушные камеры и ограничители перенапряжений;
Чрезмерная скорость потока среды, приводящая к увеличению кинетической энергии и более сильному эффекту гидроудара при прерывании потока;
Небольшая толщина футеровки с недостаточным буферным запасом против воздействия переходного давления;
Частые аварийные остановки и аварийные отключения, образующие периодически повторяющиеся ударные нагрузки.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Установите специальные устройства защиты от гидроударов и воздушные буферные резервуары на выходе насоса и передних концах клапана.
Поглощайте мгновенные пики давления, чтобы существенно ослабить интенсивность ударной волны.
② Сформулируйте процедуры поэтапной регулировки клапана и плавного останова насоса.
Запретите одноразовое-полное открытие или полное закрытие, чтобы замедлить изменение скорости потока.
③ Оптимизировать проект процесса, чтобы ограничить скорость потока в трубопроводе в пределах рекомендуемого диапазона защиты от ударов-.
Уменьшите начальную кинетическую энергию транспортирующей среды.
④ Соответствующим образом увеличьте толщину футеровки участков трубопровода,-подверженных ударам.
Улучшите способность футеровки противостоять воздействию кратковременного давления.
⑤ Настройка системы мониторинга давления в реальном времени-и блокировки избыточного давления.
Автоматически корректируйте условия работы при возникновении аномального скачка давления.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Конвейер и режим работы | Риск разрыва гидравлического удара | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Отсутствие буферного оборудования + прямое аварийное отключение + сверх-высокая скорость потока | Трещина и разрыв футеровки после небольшого количества-операций обрезки | Добавьте устройства подавления перенапряжения и пересмотрите-правила эксплуатации объекта. |
| Оборудован буфером сброса давления + стандартизированный медленный переключатель + ограничение расхода | Эффективно устраняет кратковременный скачок давления и риск разрушения футеровки | Спецификация стандартной компоновки технологических трубопроводов,-поддерживающих давление, с футеровкой из PFA |
| Многоступенчатая конструкция амортизации-+ автоматическая защита от блокировки + регулярное обнаружение давления | Чрезвычайно низкий импульсный урон, скрытая опасность. | Предпочтительная схема автоматического управления прерывистым-отключением трубопроводных систем отопления |
Заключение
Разрушение футеровки PFA при гидроударе происходит из-за переходного избыточного давления, создаваемого внезапным прерыванием потока, которое создает импульсную ударную нагрузку, вызывающую повреждение конструкции футеровки. Основные подходы к предотвращению включают установку оборудования для буферизации давления в трубопроводе, стандартизацию работы во избежание резкого прекращения потока, ограничение скорости потока среды, усиление конструкции облицовки и настройку контроля блокировки избыточного давления. Полное-управление процессом конфигурации принадлежностей трубопровода,-нормы эксплуатации на объекте и онлайн-мониторинг параметров позволяют избежать поломки футеровки и последующих несчастных случаев, связанных с коррозией подложки, вызванных эффектом гидравлического удара в нагревательных трубах с футеровкой из PFA.
