Eșecul de fisurare prin stres termic se referă la fluctuația drastică a temperaturii între pornirea la rece, oprirea de urgență și ciclurile alternante de încălzire și răcire. Coeficientul de dilatare liniar al căptușelii PFA diferă foarte mult de substratul din oțel. Când căptușeala este strâns legată de țeava de oțel, dilatarea și contracția termică neuniformă generează un stres intern uriaș restrâns în interiorul stratului de fluoroplastic. Odată ce solicitarea depășește limita de întindere a materialului, pe suprafața căptușelii apar fisuri penetrante axiale sau circumferențiale. Mediul coroziv pătrunde prin fisuri în stratul intermediar, provocând barbotare, degumare cu suprafețe mari-și scurgeri de rugină în țevile de oțel. Fragmentele de căptușeală crăpate cad și blochează fitingurile de țevi, cum ar fi coturile și teurile. Această defecțiune apare frecvent în conductele de încălzire cu schimbări frecvente de temperatură și creștere și scădere rapidă a temperaturii.
1. Mecanism restrâns de deformare termică și de inițiere a fisurilor
Țeava de bază din oțel are o rată scăzută de expansiune termică, în timp ce căptușeala PFA prezintă o amplitudine de dilatare și contracție mult mai mare la variația temperaturii. Sub constrângere de lipire, căptușeala nu se poate întinde liber atunci când este încălzită și este strânsă pentru a produce stres de compresiune; în timpul contracției de răcire, este tras strâns de țeava rigidă de oțel și formează o tensiune mare de întindere. Alternarea repetată la cald-rece duce la acumularea de oboseală la stres în interiorul căptușelii, iar microfisurile se nucleează în punctele de concentrare a tensiunii și se extind pe toată grosimea căptușelii. Spre deosebire de fragilitatea îmbătrânirii cauzată de deteriorarea chimică a lanțului molecular, această fisură este indusă pur mecanic de reținerea deformației termice nepotrivite, iar urma de fractură prezintă caracteristici de fractură la stres.
2. Poziții tipice predispuse la deteriorarea stresului termic
Secțiuni drepte lungi de țeavă cu reținere generală a lipirii și stres termic cumulat concentrat;
Coturi, reductoare și teuri cu modificări structurale bruște și concentrare severă a stresului;
Zonele de tranziție ale flanșei în care mutația dimensională duce la concentrarea tensiunilor;
Plasturi de reparare a căptușelii locale cu rezistență inconsistentă de lipire și performanță de expansiune;
Secțiuni de conductă cu o parte încălzită și cealaltă izolată, formând un câmp de temperatură asimetric.
3. Factori inductori de bază care accelerează eșecul fisurii
Funcționarea-la fața locului adoptă o-încălzire rapidă sau răcire forțată de urgență fără tranziție în gradient;
Căptușeala este complet sinterizată cu aderență puternică pe toată-suprafața, fără a rezerva nicio toleranță de microdeplasare pentru deformarea termică;
Izolația conductei lipsește parțial, ceea ce duce la o temperatură neuniformă a peretelui conductei și o suprasolicitare locală;
Designul nu ia în considerare diferența de dilatare termică între căptușeală și materialul de bază, lipsind măsurile de eliberare structurală;
Ciclurile frecvente de pornire și oprire amplifică daunele de oboseală alternante de stres termic.
4. Măsuri tehnice complete de-prevenire și control a legăturii
① Formulați proceduri de operare segmentate de încălzire lentă și răcire treptată
Evitați diferența instantanee de temperatură pentru a reduce în mod fundamental generarea de stres termic ascuțit.
② Optimizați procesul de sinterizare a căptușelii pentru a adopta lipirea punctată sau plasă în loc de aderența completă-față
Rezervați mici goluri de alunecare pentru a compensa dilatarea termică și deplasarea contracției.
③ Reparați straturile de izolație deteriorate în timp util pentru a garanta o conservare uniformă a căldurii în conductă.
Eliminați suprarăcirea și supraîncălzirea zonelor locale cu distribuție neuniformă a tensiunii.
④ Setați secțiuni de compensare a expansiunii și îmbinări flexibile de conectare pentru conducte căptușite pe distanțe lungi-
Eliberați deformarea termică generală a corpului conductei.
⑤ Efectuați o inspecție endoscopică regulată, concentrându-vă pe piesele de tranziție și țevile lungi drepte
Detectează fisurile termice minuscule înainte să apară pătrunderea și scurgerea.
5. Tabel de comparație a efectului de prevenire
表格
| Mod de conectare și operare | Risc de fisurare prin stres termic | Sugestie de aplicare |
|---|---|---|
| Lipire strânsă pe toată-zona + schimbare directă rapidă a temperaturii + izolație incompletă | Crăpăturile pătrunzătoare apar după mai multe cicluri calde-rece | Transformați-vă într-un proces de lipire local și implementați controlul temperaturii în gradient |
| Căptușeală de lipire punctuală + creștere/răcire standardizată a temperaturii + izolație termică completă | Atenuează eficient diferența de expansiune și limitează propagarea fisurilor de tensiune | Specificații standard de prefabricare și funcționare pentru conductele de încălzire căptușite cu PFA cu temperatură-alternativă |
| Căptușeală PFA cu expansiune redusă-modificată + detectare distribuită a temperaturii + inspecție regulată a fisurilor | Pericol ascuns de scurgeri de despicare a căptușelii și coroziune dintre straturile extrem de scăzute | Schema preferată pentru proiectele de rețea de conducte de încălzire anticorozive cu producție intermitentă în serie |
Concluzie
Fisurarea prin efort termic al căptușelii PFA provine din nepotrivirea coeficienților de dilatare termică dintre căptușeală și substratul de oțel. Expansiunea și contracția restricționate produc tensiuni alternative de tracțiune și compresiune, ducând la despicarea-peretelui căptușelii. Măsurile de prevenire de bază includ implementarea controlului temperaturii în gradient, optimizarea modului de lipire a căptușelii pentru a rezerva permisiunea de deformare, asigurarea izolației termice complete și uniforme, adăugarea de structuri de compensare a expansiunii conductei și efectuarea inspecției periodice a fisurilor. Gestionarea întregului-proces închis-buclă închisă a proiectării procesului de fabricație a căptușelii,-specificațiile de funcționare la fața locului și inspecția zilnică a echipamentelor pot elimina scurgerile medii și accidentele de blocare a conductelor cauzate de fisurarea prin efort termic a tuburilor de încălzire căptușite cu PFA.
