כשל בשבר שביר קר מתייחס לבטנת PFA הפועלת בסביבה של-טמפרטורה נמוכה במיוחד הרבה מתחת לטמפרטורת השירות המינימלית המותרת שלה. ניידות השרשרת המולקולרית של fluoroplastic מופחתת מאוד, קשיחות החומר יורדת בחדות ועוברת למצב שביר קשיח. תחת תנודת לחץ קלה, רטט בצנרת או פגיעה חיצונית קלה, הציפוי מייצר רשת -כמו סדקים שבירים וקילוף שברי. מדיום מאכל חודר למרווחי סדקים כדי לשחוק את צינור בסיס הפלדה, ונשירת ריפוד בשטח- גדול יחסום ישירות את תעלת זרימת הצינור. נזק זה להתפרקות בטמפרטורה-נמוכה מתרחש בעיקר בצינורות חשופים חיצוניים באזורים קרים חמורים, תהליך קריוגני המעביר צינורות ומערכות עם קירור מהיר פתאומי.
1. מנגנון שבירה ופיצול בטמפרטורה נמוכה-
PFA מסתמך על החלקה גמישה של שרשראות מולקולריות פולימריות ארוכות כדי לשמור על קשיחות ועמידות בפני פגיעות בתנאי טמפרטורה רגילים. כאשר טמפרטורת הסביבה יורדת יתר על המידה, התנועה התרמית של שרשראות מולקולריות מרוסנת מאוד, מקטעי שרשרת אינם יכולים להתפתל ולהתעוות בחופשיות כדי לפזר מתח חיצוני. החומר מאבד יכולת דפורמציה פלסטית והופך שביר; אפילו עומס חיצוני קטן יגרום לתחילת סדקים והתרחבות מהירה. בשונה מהזדקנות חמצון תרמית שהורסת לצמיתות את המבנה המולקולרי, שבירות קרה היא שינוי מצב פיזי הפיך בטווח הקצר, אך אם כבר נוצרו סדקים לאחר שבר שביר, הנזק הופך לבלתי הפיך ולא ניתן לשחזר אותו לאחר עליית הטמפרטורה שוב.
2. מצבים אופייניים המועדים לנזק פריך בקור
צינורות חיצוניים עיליים ללא הגנת בידוד תרמי בסביבת חורף-נמוכה;
קטעי צנרת המעבירים חומר קירור קריוגני וחומרי תהליך-נמוכים לאורך זמן;
צינורות עיוורים וקצוות ללא מוצא עם מדיום סטטי שמתקרר במהירות במהלך כיבוי המערכת;
מרפקים, מפחיתים ואביזרים מרוכזים של-לחץ אחר עם קשיחות-בטמפרטורה נמוכה;
תיקון ריפוד ואזורי קירות דקים- הרגישים יותר לטמפרטורה-שבריריות.
3. גורמים מעוררי ליבה המאיצים כשל פריך
התכנון אינו מתחשב בתנאי עבודה-בטמפרטורה נמוכה ובוחר PFA קונבנציונלי ללא שינוי בטמפרטורה-נמוכה;
אין בידוד תרמי מלא ושכבת עטיפה חיצונית נגד-הקפאה מסודרת עבור צינורות חיצוניים וקריוגניים;
כיבוי חירום של המערכת מוביל לקירור מהיר של המדיום שיורי בתוך הצינור בתקופה קצרה;
עובי הציפוי המקומי דק מדי, חסר מספיק קשיחות מבנית נגד לחץ- בטמפרטורה נמוכה;
התנגשות מכנית חיצונית ורטט מונחים על גבי ריפוד שביר בטמפרטורה-נמוכה כדי להפעיל פיצוח.
4. אמצעים טכניים-מלאים למניעת ובקרה של קישורים
① לאמץ ריפוד PFA שונה בטמפרטורה-נמוכה לפרויקטים של סביבה קריוגנית וקרה קשה
שפר את טמפרטורת ההתפרקות המינימלית של החומר מרמת הנוסחה.
② לעטוף סט מלא של בידוד תרמי ומעטפת הגנה נגד-הקפאה עבור כל חלקי הצינור החשופים
לבודד אובדן חום סביבתי-נמוך ולשמור על טמפרטורת העבודה של הציפוי מעל לנקודת השבירה.
③ נסח נהלי כיבוי נגד-הקפאה לריקון שאריות נוזל בתוך צינורות
הימנע מקירור סטטי בינוני וגרימת רירית להתקשות-בטמפרטורה נמוכה.
② הגדל כראוי את עובי בטנת העיצוב של אביזרי צינור שנלחצים בקלות כגון מרפקים וטיז
שפר את הקשיחות המבנית וביצועי-טמפרטורות נמוכות נגד-סדקים.
⑤ הימנע מפגיעה מאולצת ודפיקה במהלך תחזוקה והרמה כאשר הצינור נמצא בטמפרטורה נמוכה
מנע מכוח חיצוני לגרום ליצירת סדקים פריכים.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| מצב הגנה על חומרים וחום | סיכון שבר פריך קר | הצעה ליישום |
|---|---|---|
| בטנת PFA רגילה + ללא בידוד תרמי + כיבוי שימור נוזלים | דליפת פיצול בטנה מתרחשת לאחר ירידה בטמפרטורה בעונה הקרה | החלף בבטנה עמידה-לטמפרטורה נמוכה והוסף מבנה בידוד תרמי חיצוני |
| רירית-בטמפרטורה נמוכה + בידוד מלא נגד-הקפאה + פעולת ריקון סטנדרטית | הימנע ביעילות מנעילה של שרשרת מולקולרית ופיצוח שביר בטמפרטורה נמוכה | מפרט תכנוני סטנדרטי עבור צינורות חימום מצופים באזור קר ו-PFA בינוני קריוגני |
| בדיקת דגימת ביצועים של השפעה-נמוכה בטמפרטורה + ניטור-בזמן אמת של טמפרטורת צנרת + בדיקה חזותית קבועה | פיצול שביר נמוך במיוחד וחסימת צנרת סכנה נסתרת | תכנית מועדפת עבור רשת צינורות חימום צפונית וקריוגנית נגד-קורוזיה |
מַסְקָנָה
כשל בשבר שביר של רירית PFA נגרם על ידי-טמפרטורה נמוכה במיוחד המגבילה את תנועת השרשרת המולקולרית, מה שגורם לחומר לאבד קשיחות ונוטה לסדקים שביר תחת לחץ. אמצעי מניעה הליבה כוללים בחירת חומרי ריפוד שונה עמידים לטמפרטורה נמוכה, הוספת בידוד תרמי נגד הגנת-הקפאה, סטנדרטיזציה של ניקוז כיבוי למניעת קירור סטטי, הגדלת העובי של חלקים פגיעים והימנעות מהשפעה חיצונית במצב-בטמפרטורה נמוכה. ניהול-שלם של תהליך סגור-בלולאה של בחירה מותאמת אישית של חומר, בניית הגנה חיצונית של צינור ומפרט תפעול יומי יכול למנוע פיצול בטנה ותאונות דליפת קורוזיה של המצע הנגרמות על ידי התפרקות-בטמפרטורה נמוכה של צינורות חימום מצופים PFA.

