La fallada de protuberància de l'extrusió d'estrès tèrmic es refereix a coeficients d'expansió lineal inconsistents entre el revestiment de PFA i la canonada de base d'acer exterior durant l'augment de la temperatura de la canonada i els cicles de refrigeració. El revestiment fluoroplàstic produeix un allargament tèrmic molt més gran que el tub d'acer rígid, i l'expansió tèrmica axial està molt restringida per les brides i les estructures d'ancoratge. L'excés de tensió tèrmica es converteix en tensió de compressió radial, fent que el revestiment s'abombi cap a dins localment, s'extrueixi i s'arruga, redueixi el pas del flux i fins i tot bloquegi completament la canonada. Mentrestant, la deformació abultada deixa anar la interfície d'enllaç, provocant una infiltració mitjana, bombolles entre capes i un despreniment del revestiment d'una gran-àrea. Aquesta fallada és un dany típic de la deformació estructural induïda per una restricció d'expansió tèrmica no coincident, que s'observa amb freqüència en canonades llargues rectes amb dos -brides d'extrem fixes.
1. Mecanisme de desconcordança d'expansió tèrmica i deformació abultada
El material PFA té un coeficient d'expansió tèrmica aproximadament 10 vegades superior al de l'acer al carboni i l'acer inoxidable. Quan el sistema s'escalfa, el revestiment té la intenció d'estirar-se axialment al llarg de la longitud de la canonada, però els dos extrems es bloquegen mitjançant la subjecció de la brida sense marge de desplaçament. A l'interior del revestiment s'acumula una gran tensió tèrmica de compressió. Quan la tensió supera el límit crític de pandeig del material, el revestiment perd estabilitat dimensional i s'abomba cap al centre de la canonada per alliberar la tensió interna. Després de refredar-se, les arrugues deformades no poden recuperar la forma plana original a causa de la fluïdesa viscoelàstica, formant barreres convexes permanents a l'interior de la canonada. A diferència del col·lapse de pressió negativa al buit provocat per la pressió atmosfèrica externa, aquesta deformació s'origina per l'estrès de compressió tèrmica interna causada per la restricció d'expansió.
2. Posicions típiques propenses a danys per estrès tèrmic
Conduccions rectes de-secció única llarga només fixades als dos extrems sense compensació d'expansió intermèdia;
Conduccions horitzontals on la gravetat ajuda el revestiment inferior a inflar-se preferentment cap avall;
Segments de canonada entre dues brides fixes rígides amb reserva de desplaçament zero;
Seccions de revestiment primes amb una rigidesa feble i poca resistència a la deformació tèrmica del pany;
Zones on el revestiment està parcialment desenganxat per endavant, convertint-se en la posició de protuberància preferida sota compressió.
3. Factors inductors del nucli que acceleren el fracàs de la deformació
No hi ha juntes de dilatació ni estructures de compensació telescòpiques instal·lades per a seccions de canonades revestides de llarga distància-;
Els dos extrems de la canonada adopten una fixació rígida completa sense reservar espai de lliscament axial per a l'allargament del revestiment;
El revestiment està integralment sinteritzat i unit a la canonada d'acer amb una adherència massa forta, sense poder alliberar el desplaçament axial mitjançant un lleuger lliscament;
El funcionament ràpid d'augment de la temperatura genera un gran estrès tèrmic instantani sense alleujament gradual de l'estrès;
Múltiples rondes d'alternança freda i calenta se superposen a la deformació acumulada de fluïdesa per solidificar les arrugues de manera permanent.
4. Mesures tècniques de-prevenció i control d'enllaços complets
① Configureu juntes de dilatació ondulades o juntes de compensació de tipus lliscant en canonades rectes llargues
Proporcioneu espai d'estirament axial per alliberar fonamentalment l'estrès d'allargament tèrmic.
② Adopteu una estructura de brida flotant als extrems de la canonada per permetre un petit lliscament axial del revestiment i la canonada d'acer
Eviteu el bloqueig rígid del desplaçament tèrmic a les posicions límit de brides.
③ Reduïu adequadament la força d'unió general de les seccions parcials moderadament
Permet un micro lliscament relatiu entre el revestiment i el substrat per dissipar l'esforç de compressió.
④ Implementeu un procediment d'augment de temperatura lent per etapes per evitar un fort augment de l'estrès tèrmic en poc temps
Disperseu la tensió tèrmica pas a pas per evitar un pandeig sobtat.
⑤ Organitzeu una inspecció endoscòpica periòdica per a canonades de llarga{0}}carrera fixa
Comproveu els defectes protuberants i arrugats i substituïu oportunament les seccions de canonades defectuoses.
5. Taula comparativa d'efectes de prevenció
表格
| Disseny de canonades i mode de fixació | Risc de protuberància d'estrès tèrmic | Suggeriment d'aplicació |
|---|---|---|
| Fixació de doble-extrem rígid de tub llarg + sense dispositiu de compensació + escalfament ràpid directe | El revestiment cap a dins evident i la reducció del flux es produeixen després de diversos cicles d'escalfament | Modificació dels components de compensació d'expansió i transformació de la forma de brida fixa |
| Equipat amb juntes de dilatació + límit final flotant + operació d'augment de temperatura en gradient | Eliminar eficaçment l'estrès de compressió tèrmica i la deformació irreversible del pany | Especificació de disseny estàndard per a canonades de transport de calefacció revestides de PFA de llarg-carrera |
| Disseny d'ancoratge segmentat + simulació d'elements finits d'expansió tèrmica + inspecció anual de vídeo interna | Perill ocult d'obstrucció-de protuberància i pelatge de les capes intercals a molt llarg termini | Esquema preferit per a xarxes de canonades d'escalfament anticorrosió de-estructura intensiva amb estructura fixa |
Conclusió
La fallada del bloqueig de l'extrusió d'estrès tèrmic del revestiment de PFA prové de la gran diferència de velocitat d'expansió tèrmica entre el revestiment i la canonada d'acer, i la restricció estructural rígida converteix l'allargament axial en una deformació radial de pandeig. Les contramesures de prevenció bàsiques inclouen la configuració d'accessoris de compensació tèrmica, l'adopció d'estructures de brida limitadores mòbils, un ajust moderat del rendiment d'unió de la interfície, l'estandardització de l'operació d'augment de temperatura i la realització d'inspeccions internes periòdiques. El control de tot el procés-tancat-de llaç del disseny de la disposició de la canonada, el mode de fixació final i l'operació de regulació de la temperatura poden evitar l'obstrucció de la canonada i els incidents de fuites per corrosió del substrat derivats de la deformació desajustada de l'estrès tèrmic dels tubs de calefacció revestits de PFA.
