Термічна напруга екструзії розпучування відноситься до суперечливих коефіцієнтів лінійного розширення між футерівкою PFA і зовнішньою сталевою базовою трубою під час підвищення температури трубопроводу та циклів охолодження. Футеровка з фторопласту забезпечує набагато більше теплове подовження, ніж жорстка сталева труба, а осьове теплове розширення сильно обмежене фланцями та анкерними конструкціями. Надлишкова термічна деформація перетворюється на радіальну напругу стиску, змушуючи облицювання локально випинатися всередину, видавлюватись і зморщуватися, звужувати прохідний канал і навіть повністю блокувати трубопровід. Тим часом випукла деформація послаблює межу з’єднання, спричиняючи середню інфільтрацію, бульбашки між шарами та відшарування підкладки на великій-площі. Ця несправність є типовим пошкодженням структурної деформації, спричиненим невідповідним обмеженням теплового розширення, яке часто спостерігається в довгих прямолінійних трубопроводах із фіксованими двома-кінцевими фланцями.
1. Невідповідність теплового розширення та механізм деформації вибухання
Коефіцієнт теплового розширення матеріалу PFA приблизно в 10 разів перевищує коефіцієнт теплового розширення вуглецевої та нержавіючої сталі. Коли система нагрівається, футерівка має намір розтягнутися в аксіальному напрямку вздовж довжини труби, але обидва кінці зафіксовані фланцевим затисканням без запасу зміщення. Величезна термічна напруга стиснення накопичується всередині підкладки. Коли напруга перевищує критичну межу прогину матеріалу, футерівка втрачає стабільність розмірів і випирає до центру трубопроводу, щоб зняти внутрішню напругу. Після охолодження деформовані зморшки не можуть повернутися до початкової плоскої форми через в'язкопружну повзучість, утворюючи постійні опуклі бар'єри всередині труби. На відміну від колапсу під негативним тиском у вакуумі, спричиненого зовнішнім атмосферним тиском, ця деформація виникає через напругу внутрішнього теплового стиснення, спричинену обмеженням розширення.
2. Типові положення, схильні до термічної напруги
Довгі односекційні прямолінійні трубопроводи, закріплені лише з двох кінців без проміжної компенсації розширення;
Горизонтальні трубопроводи, де сила тяжіння сприяє переважному випинанню нижньої обшивки вниз;
Сегменти труби між двома жорсткими фіксованими фланцями з нульовим резервованим припуском на зсув;
Тонкі секції футеровки зі слабкою жорсткістю і низьким опором термічній деформації вигину;
Ділянки, де підкладка заздалегідь частково від’єднується, стаючи кращим місцем вибухання під час стиснення.
3. Фактори серцевини, що прискорюють деформаційне руйнування
Відсутність компенсаторів або телескопічних компенсаційних конструкцій для довгих-секцій труб;
Два кінці трубопроводу мають повну жорстку фіксацію без збереження простору для осьового ковзання для подовження футеровки;
Футеровка повністю спечена та з’єднана зі сталевою трубою з надто міцною адгезією, нездатною вивільнити осьове зміщення через незначне ковзання;
Робота зі швидким підвищенням температури створює миттєве величезне теплове навантаження без поступового зняття напруги;
Кілька раундів чергування холодного та гарячого накладає кумулятивну деформацію повзучості, щоб назавжди закріпити зморшки.
4. Повні-Технічні заходи щодо запобігання з’єднанню та контролю
① Встановіть гофровані компенсатори або компенсаційні з’єднання типу ковзання на довгих прямих трубопроводах
Забезпечте простір для осьового розтягування, щоб фундаментально звільнити напругу теплового подовження.
② Прийняти плаваючу фланцеву конструкцію на кінцях труби, щоб забезпечити крихітне осьове ковзання футеровки та сталевої труби
Уникайте жорсткого блокування теплового зміщення в граничних положеннях фланців.
③ Відповідним чином помірно зменшіть загальну міцність зв’язку часткових секцій
Дозволяє мікровідносне ковзання між підкладкою та основою для розсіювання напруги стиску.
④ Застосуйте процедуру поетапного повільного підвищення температури, щоб уникнути різкого теплового навантаження за короткий час
Розсіюйте термічну деформацію крок за кроком, щоб запобігти раптовому прогину.
⑤ Організуйте регулярне ендоскопічне обстеження трубопроводів із фіксованим -прольотом
Перевіряйте дефекти здуття і зморшок і своєчасно замінюйте дефектні ділянки труб.
5. Порівняльна таблиця профілактичного ефекту
表格
| Схема трубопроводу та режим фіксації | Ризик вибухання термічної напруги | Пропозиція застосування |
|---|---|---|
| Довга труба, жорстка дво-кінцева фіксація + відсутність компенсаційного пристрою + пряме швидке нагрівання | Після кількох циклів нагрівання відбувається очевидне вибухання футеровки всередину та зменшення потоку | Модернізуйте компоненти компенсації розширення та змініть форму фіксованого фланця |
| Оснащений компенсаторами + плаваючим кінцевим обмеженням + режим градієнтного підвищення температури | Ефективно усуває напругу теплового стиснення та необоротну деформацію вигину | Специфікація стандартної компоновки для довго-прольоту трубопроводів опалення з покриттям PFA |
| Сегментований анкерний дизайн + моделювання кінцевих елементів теплового розширення + щорічна внутрішня відеоінспекція | Надзвичайно довгострокове спучування та відшарування проміжного шару приховують небезпеку | Бажана схема для фіксованих-каркасних інтенсивних анти-корозійних мереж опалення |
Висновок
Термічна напруга екструзії футерівки з ПФА пов’язана з великою різницею у швидкості теплового розширення між футерівкою та сталевою трубою, а жорстке структурне обмеження перетворює осьове подовження на радіальну деформацію вигину. Основні контрзаходи запобігання включають конфігурацію аксесуарів термокомпенсації, застосування рухомих обмежувальних фланцевих конструкцій, помірне коригування продуктивності склеювання інтерфейсу, стандартизацію роботи підвищення температури та проведення періодичної внутрішньої перевірки. Управління -замкнутим{3}}процесом-контуру конструкції трубопроводу, режиму кріплення кінців і роботи регулювання температури може запобігти блокуванню трубопроводу та випадкам витоку корозії підкладки внаслідок невідповідної температурної напруги деформації нагрівальних трубок, покритих PFA.
