A termikus kifáradásos repedés a csőfal ismételt ciklikus tágulására és összehúzódására utal, amelyet az indítás, leállítás és terhelés ingadozása során okozott gyakori drasztikus hőmérsékletváltozások okoznak. Az időszakos termikus húzó- és nyomófeszültség mikrorepedéseket halmoz fel az anyagfelületeken és a hegesztéseken. Ezek az apró repedések váltakozó hőterhelés hatására folyamatosan tágulnak, amíg át nem hatolnak a csőfalon és szivárgást okoznak. Ebben a meghibásodási módban nincs nyilvánvaló egyenletes korrózió vagy elvékonyodás, és a repedések főként feszültségre koncentrált szerkezeti részek hatására keletkeznek, ami a hőmérsékleti ciklusok által okozott tipikus kifáradási károsodás.
1. Mag hőkifáradási károsodási mechanizmusa
Amikor a fűtőcső gyors felmelegedésére van rákapcsolva, a külső közeggel érintkező réteg{0}}hőmérséklete alacsonyabb, míg a belső fűtőoldal élesen felmelegszik, ami hőmérsékleti gradienst és inkonzisztens hőtágulást generál a cső falán belül. Az összehangolatlan deformáció belső hőfeszültséget okoz. A berendezés leállítása és hűtése során az anyag fordított irányban egyenetlenül zsugorodik, és ezzel ellentétes maradékfeszültséget képez. Több ezer hideg-meleg váltakozás után a ciklikus feszültség diszlokációs halmozódáshoz és mikrorepedések kialakulásához vezet a szemcsehatárokon, hegesztési hibákhoz és felületi karcoláshoz. Minden hőmérséklet-ingadozás elősegíti a repedéscsúcs terjedését. Amint a repedés áthalad a falvastagságon, a falon keresztül-a szivárgás hirtelen lép fel. Minél gyorsabb a hőmérséklet-emelkedés és -csökkenés sebessége, annál rövidebb a kifáradási repedés keletkezési ciklusa.
2. Tipikus pozíciók, amelyek ki vannak téve a termikus kifáradás által okozott repedéseknek
Hegesztési kötések és hőhatás{0}}zónák egyenetlen metallográfiai szerkezettel és eredendő feszültséghibákkal;
U-hajlítási szakaszok és ívátmeneti területek, ahol a maradó feszültség átfedésben van a termikus igénybevétellel;
Folyékony{0}}gáz váltakozó folyadékszint-vonal időszakos áztatással és léghűtéssel;
Helyi túlmelegedés száraz-égő területek szélsőséges hőmérsékletkülönbséggel a forró pontok és a környező mátrix között;
A rögzítési pontokat olyan rögzítőelemek korlátozzák, amelyek nem tudnak szabadon kitágulni és összehúzódni.
3. Fő gyorsító indukáló tényezők
Gyakori vészindítás-leállítás és gyors hőmérséklet-emelkedés gradiens előmelegítés nélkül;
Túlzott teljesítménysűrűség, ami a fűtőcső túlzott pillanatnyi felületi hőmérsékletéhez vezet;
Rögzített merev határoló támaszték, amely korlátozza a csőtest szabad termikus megnyúlását;
Alapanyag belső zárványokkal, pórusokkal és eredeti feldolgozási mikrohibákkal;
Nagy hőmérséklet-különbség a fűtőközeg és a környezeti környezet között.
4. Hierarchikus megelőzési és felszámolási technikai intézkedések
① Alkalmazzon fokozatos gradiens fűtésszabályozást
Állítsa be az alacsony-teljesítményű előmelegítési fázist a hivatalos használat előtt, hogy lelassítsa a hőmérséklet-emelkedés sebességét, és csökkentse a csőfalon belüli pillanatnyi termikus gradiens feszültséget.
② A szerkezeti kialakítás optimalizálása a szabad termikus deformáció érdekében
Használjon mozgatható csúszó támasztékokat a teljesen rögzített bilincsek helyett, hogy fenntartsa a tágulási ráhagyást, és elkerülje a merev kényszer okozta hőfeszültség-reteszelést.
③ Szüntesse meg a kezdeti maradékfeszültséget az utólagos-hegesztési hőkezeléssel
Hajlítás és hegesztés után végezzen integrált feszültségcsökkentő hőkezelést, hogy felszabadítsa az alakítási és hegesztési maradékfeszültséget, és csökkentse a fáradási repedésforrásokat.
④ Optimalizálja a teljesítménytervezést a felületi hőmérséklet csúcsának korlátozása érdekében
A fűtőteljesítményt ésszerűen igazítsa a közepes áramlási és hőelvezetési feltételek alapján, hogy elkerülje a helyi hot spot túlhőmérsékletet{0}} és a túlzott hőmérsékletkülönbséget.
⑤ Javítsa a cső munkadarab felületi integritását
Használjon elektropolírozást a felületi szerszámnyomok és mikrokarcok eltávolítására, amelyek hajlamosak a repedés kialakulására.
5. A különböző működési módok megelőzési hatásainak összehasonlítása
表格
| Működési és szerkezeti mód | Termikus fáradásos repedésveszély | Ajánlott optimalizálási terv |
|---|---|---|
| Gyakori gyorsindítás-stop + teljesen rögzített merev támaszték | Rendkívül nagy a repedés valószínűsége | Hozzá kell adni az előmelegítő programot és a csúszó zárójeleket |
| Gradiens hőmérséklet szabályozás + stresszoldó kezelés | Jelentősen csökkenti a fáradtság meghibásodását | Szabványos gyártási és működési specifikáció |
| Alacsony-hibás nyersanyag + rugalmas tágulási szerkezet | Hosszú élettartamú, kifáradásgátló{0}}teljesítmény | Időnkénti gyakori indítási előnyben részesített rendszer |
Következtetés
A 316 fűtőcső hőfáradási repedése a hideg és meleg ciklusok ismétlődő váltakozó hőterhelése által okozott halmozott károsodás. Az alapvető megelőzési ötlet a hőmérséklet-változás sebességének lelassítása, a hőtágulás szerkezeti korlátainak kiküszöbölése, a munkadarab kezdeti maradékfeszültségének eltávolítása és a felületi hibák repedésforrásainak csökkentése. A szabványos elektromos vezérlési logika és a szerkezeti optimalizálási tervezés révén hatékonyan elkerülhetők a hőfáradás okozta falszakadási balesetek-.
