A gyakori ciklikus fűtésnek és hűtésnek kitett titán fűtőcsövek váltakozó húzó és nyomó hőfeszültséget generálnak a cső falán belül a felületi réteg és a belső mátrix közötti inkonzisztens tágulás és összehúzódás miatt. Ismételt feszültségi ciklusok után a mikrorepedések a szerkezeti szakadásoknál és felületi hibáknál kicsíráznak, fokozatosan kiterjednek a vastagság irányában, és végül behatoló repedéseket képeznek, amelyek közepes szivárgáshoz vezetnek. Ez a károsodás főként azoknál a berendezéseknél jelentkezik, amelyek gyakori indítása-leáll és drasztikus hőmérséklet-ingadozások lépnek fel, ami a pusztán ciklikus termikus terhelés okozta kifáradási meghibásodás következménye.
1. A termikus fáradtság okozta repedés kezdeti és terjedési mechanizmusa
Amikor a csőtestet gyorsan felmelegítjük, a külső felület előnyösen kitágul, és az alacsony hőmérsékletű belső anyag visszatartja, és felületi húzófeszültséget kelt. A gyors hűtés során a külső réteg gyorsabban zsugorodik és összenyomódik, így nyomófeszültség keletkezik. A feszültség és a kompresszió folyamatos váltása periodikusan váltakozó termikus feszültséget jelent. Az apró karcolások, a hegesztési elszíneződések és a hegesztési hornyok hibái feszültségkoncentrációs pontokká és repedések keletkezési forrásaivá válnak. Ciklikus terhelés hatására a kifáradási repedések a fő feszültségirányra merőlegesen kitágulnak. Ha a repedések áthaladnak a falvastagságon, közepes szivárgás lép fel. A feszültségkorróziós repedésekkel ellentétben a termikus kifáradás nem támaszkodik korrozív közegre, és a repedéstágulást a mechanikai kifáradás okozta sérülések uralják.
2. Tipikus pozíciók, amelyek hajlamosak a termikus kifáradás károsodására
Hegesztési kötések és hőhatás{0}}zónák egyenetlen metallográfiai szerkezettel és kiemelkedő feszültségkoncentrációval;
Közepes bemenet, ahol a hideg folyadék közvetlenül érinti a forró csőfalat, és éles helyi hőmérsékleti gradienst hoz létre;
Könyökök, szűkítők és karimás gyökérrészek hirtelen szerkezeti szakaszváltásokkal;
Gáz-folyadék váltakozó folyadékszint-vonalak nyilvánvaló hőmérséklet-különbséggel két fázis között;
Merev rögzítésű csőszakaszok, amelyek nem tudnak szabadon kitágulni és összehúzódni a hőmérséklet-változás hatására.
3. Főbb tényezők, amelyek felgyorsítják a termikus fáradtságot
Nem szabványos működés gyakori vészindítással- és a hideg közeg közvetlen befecskendezésével a magas hőmérsékletű csővezetékekbe;
Merev rögzítés táguláskompenzáló eszközök nélkül, rögzítő hőelmozdulás és felhalmozódó maradékfeszültség;
Részleges koncentrált fűtés, ami túlzott helyi hőmérséklet-különbséghez és hőterheléshez vezet;
Érdes felület, hegesztési sorja és bemélyedések, amelyek előnyös repedésforrást képeznek;
Hosszan tartó-magas hőmérsékletű-szolgáltatás, amely a szemcsék feldurvulását és az anyagfáradással szembeni ellenállás csökkenését okozza.
4. Teljes-Link Megelőző Ellenőrzési Technikai intézkedések
① Végezze el a fokozatos hőmérséklet-emelési és hűtési előírásokat
Indítás előtt alkalmazzon lassú gradiens fűtést, leállításkor pedig fokozatos hűtést, hogy csökkentse a hőmérséklet-különbség pillanatnyi hatását.
② Optimalizálja a csővezeték-támogató rendszert
Szereljen fel tágulási hézagokat és csúszó támasztékokat a termikus deformációs feszültség enyhítésére és a merev kényszer elkerülésére.
③ Polírozza a hegesztési varratokat és a csőfelületeket a hibaforrások kiküszöbölésére
Csiszolja meg az éles sarkokat, sorját és karcolásokat, hogy kiküszöbölje a feszültségkoncentráció kezdőpontjait.
④ Optimalizálja a fűtési elrendezést az egyenletes hőbevitel érdekében
Kerülje a helyi túlmelegedést és a szűk hőmérsékleti gradienst a termikus feszültség amplitúdójának csökkentése érdekében.
⑤ Válasszon finom{0}}szemcsés titán anyagokat a gyakori váltakozó hőmérsékletű munkakörülményekhez
Az anyagminőség optimalizálásával javíthatja az nemesfémek kifáradásgátló -teljesítményét.
5. Megelőzési hatások összehasonlító táblázata
表格
| Üzemeltetési és telepítési mód | Termikus fáradtság kockázata | Alkalmazási javaslat |
|---|---|---|
| Hirtelen hőmérséklet váltás + teljesen merev fix beépítés | Fáradási repedés rövid szervizciklusok alatt | Adja hozzá a bővítési kompenzációt, és azonnal vizsgálja felül a működési folyamatot |
| Fokozatos hőmérsékletszabályozás + rugalmas alátámasztás + felületkezelés | Nagymértékben lassítja a repedés keletkezését és terjedését | Szabványos tervezési és működési előírások |
| Kompenzációs hézag konfiguráció + homogenizált fűtés + rendszeres hibafelismerés | Minimális hőfáradás meghibásodási valószínűsége | Előnyben részesített séma a titán fűtőberendezések időszakos gyakori indításához{0}}leállításához |
Következtetés
A titán fűtőcsövek termikus kifáradási repedései az ismétlődő hőmérséklet-emelkedés és -esés okozta ciklikus váltakozó hőfeszültség hatására keletkeznek, ami a kifáradási repedés gócképződését és penetrációs tágulását idézi elő. Az alapvető megelőzési ötletek a hőmérséklet-mutáció amplitúdójának csökkentése, a hőtágulási kompenzációs tér fenntartása, a felületi feszültségkoncentráció hibáinak kiküszöbölése és az anyagok kifáradásgátló -teljesítményének javítása. A folyamat szigorú működése és a csővezeték szerkezeti optimalizálása hatékonyan megelőzheti a hirtelen szivárgási baleseteket, amelyek a titán fűtőcsövek hosszú -ciklusos termikus kifáradásából erednek.
