Хрупкое разрушение из-за термического окисления и старения означает, что футеровка из PFA подвергается длительному-перегреву и воздействию окружающей среды, вызывающей окисление горячим воздухом. Молекулярная цепь фторполимера подвергается окислительному расщеплению и реакции сшивания, первоначальная гибкая макромолекулярная структура разрушается, прочность материала исчезает, а твердость резко возрастает. Под воздействием колебаний давления, термических знакопеременных напряжений и небольших внешних воздействий внутри футеровки образуются плотные сетчатые трещины, которые в дальнейшем отслаиваются на листовые-образные фрагменты и отваливаются. Коррозионная среда проникает в трещины и разъедает стальную опорную трубу, фрагментарный мусор футеровки блокирует колена и узкие участки трубы, вызывая снижение расхода в системе и выход оборудования из строя. Это старение чаще всего проявляется в трубопроводах с длительным-перегревом и открытым высокотемпературным-тепловым воздействием.
1. Механизм термоокисления и хрупкости.
PFA сохраняет стабильные механические свойства в пределах номинального диапазона рабочих температур. Когда рабочая температура постоянно превышает верхний предел значения термостойкости, кислород в среде и воздухе атакует слабые связи молекулярных цепей. Длительное-термическое окисление разрывает длинные полимерные цепи на короткие фрагменты, что сопровождается частичным отверждением поперечных-сшивок. Материал теряет вязкоупругость и пластичность, переходя из вязкого состояния в жестко-хрупкое. Даже небольшое переменное напряжение может вызвать зарождение трещин и быстрое расширение. В отличие от обратимой низкотемпературной хрупкости, термоокислительное старение приводит к необратимому повреждению химической структуры, и футеровка не может восстановить гибкость даже после падения температуры до нормальной.
2. Типичные положения, подверженные термическому старению
Участки трубопроводов, плотно обмотанные ремнями электрообогрева с нарушением температурного режима и постоянным перегревом;
Неизолированные воздушные трубопроводы, подвергающиеся воздействию высоко-радиационного излучения и прямых солнечных лучей летом;
Тупиковые трубопроводы со статичной средой, не способной рассеивать тепло, образующей локальные скопления тепла;
Тонкие участки футеровки с небольшой толщиной материала и более слабыми характеристиками против-окислительного старения;
Трубопроводная арматура на выходе насоса с высокой температурой среды и постоянным тепловым воздействием.
3. Основные факторы, ускоряющие старение
В системе обогрева отсутствует защита от блокировки верхнего предела температуры, что приводит к неконтролируемой сверх-высокой температуре;
Параметр расчетной температуры превышает долгосрочную-допустимую температуру эксплуатации футеровочного материала PFA;
Наружный теплоизоляционный слой отпадает на больших площадях, вызывая непосредственный контакт наружной стены облицовки с горячим воздухом;
Система работает непрерывно в течение многих лет без остановки технического обслуживания, накапливая окислительные повреждения;
Среда содержит окислительные компоненты, такие как перекись водорода и сильные окислители для ускорения разрыва цепи.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Настройка двухканального мониторинга температуры и программы отключения при перегреве для оборудования электрообогрева.
Запретите длительную-работу за пределами порога температуры материала, заданного логикой управления.
② Строго проверяйте расчетную рабочую температуру в соответствии с техническим индексом термостойкости материала PFA.
Избегайте несоответствия параметров, приводящего к хронической термической деградации.
③ Своевременно ремонтируйте поврежденную теплоизоляционную оболочку, чтобы сформировать полный наружный слой сохранения тепла и теплоизоляции.
Изолируйте внешнее высокотемпературное-излучение и окисление воздуха.
④ Организуйте регулярное периодическое техническое обслуживание длительных-работающих трубопроводов, чтобы уменьшить совокупное тепловое повреждение.
Охладите должным образом, чтобы снять внутренние остаточные напряжения материала.
⑤ Провести эндоскопическое наблюдение и проверить гибкость участков труб,-подверженных старению.
Замените сильно охрупченную облицовку трубопроводной арматуры до того, как произойдет массовое разрушение.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Режим контроля температуры и защиты | Риск термического старения, хрупкости | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Отсутствие температурной блокировки + повреждение изоляции + длительная-работа при перегреве | Растрескивание футеровки и отслаивание фрагментов происходят после длительной-службы. | Восстановить изоляционный слой и добавить температурную блокировку, заменить устаревшие участки труб. |
| Замкнутый-контроль предельных температур + неповрежденная теплоизоляция + регулярные отключения для технического обслуживания | Эффективно замедляет расщепление молекулярной цепи в результате окисления и охрупчивание материала. | Стандартные спецификации тепловой защиты для трубопроводов отопления,-обогреваемых PFA, с футеровкой из PFA |
| Облицовка из-модифицированного PFA PFA + сигнализация о распределенной температуре в режиме реального времени-+ ежегодная проверка работоспособности футеровки | Чрезвычайно низкая хрупкая фрагментация и скрытая опасность засорения трубопровода. | Предпочтительная схема для высоко-непрерывной высокотемпературной анти-сети обогрева трубопроводов с защитой от коррозии |
Заключение
Неисправность термоокислительного старения футеровки PFA вызвана постоянной высокой температурой, вызывающей необратимое окислительное разрушение молекулярной цепи, в результате чего футеровка теряет прочность и вызывает хрупкое растрескивание и отслаивание. Стратегии предотвращения активной зоны включают фиксацию температуры нагрева с блокировочной защитой, согласование показателей термостойкости материала на стадии проектирования, поддержание полной теплоизоляционной защиты, организацию периодического ремонта и регулярное определение степени старения футеровки. Полный-замкнутый-процесс управления параметрами автоматического управления, проектирование внешней защиты и периодическая проверка оборудования могут исключить засорение трубопровода и аварии, связанные с коррозией подложки, вызванные охрупчиванием от термического старения нагревательных труб с футеровкой из PFA.
