כשל בפיצוח מתח תרמי מתייחס לתנודת טמפרטורה דרסטית בין הפעלה קרה, כיבוי חירום ומחזורי חימום וקירור מתחלפים. מקדם ההתפשטות הליניארי של בטנת PFA שונה מאוד ממצע פלדה. כאשר הבטנה מחוברת היטב לצינור הפלדה, התפשטות והתכווצות תרמית לא אחידה יוצרים מתח פנימי עצום עצום בתוך השכבה הפלואורופלסטית. ברגע שהלחץ חורג ממגבלת מתיחה של החומר, צצים סדקים חודרים ציריים או היקפיים על פני הבטנה. מדיום מאכל חודר את הסדקים לתוך השכבה הבין-שכבת, וגורם לבעבוע, -שטח גדול של שפשוף ודליפת חלודה בצינור פלדה. שברי בטנה סדוקים נושרים וחוסמים אביזרי צנרת כגון מרפקים וטיים. כשל זה מתרחש לעתים קרובות בצינורות חימום עם החלפת טמפרטורה תכופה ועלייה וירידה מהירה של טמפרטורה.
1. דפורמציה תרמית מרוסנת ומנגנון התחלת סדקים
לצינור בסיס פלדה יש קצב התפשטות תרמית נמוך, בעוד שציפוי PFA כולל אמפליטודת התרחבות והתכווצות גדולה בהרבה תחת שינויים בטמפרטורה. תחת אילוץ מליטה, הבטנה אינה יכולה להימתח בחופשיות כאשר היא מחוממת והיא נלחצת כדי לייצר מתח לחיצה; במהלך התכווצות קירור, הוא נמשך בחוזקה על ידי צינור הפלדה הקשיח ויוצר מתח גבוה. חילוף חוזר חם-בקור מוביל להצטברות עייפות מתח בתוך הבטנה, ומיקרו-סדקים מתגלעים בנקודות ריכוז מתח ומתפרשים בכל עובי הבטנה. בניגוד לשבירות ההזדקנות הנגרמת על ידי נזק לשרשרת מולקולרית כימית, סדק זה נגרם באופן מכני גרידא על ידי ריסון עיוות תרמי לא תואם, ועקבת השבר מציגה מאפייני שבר מתח מסודרים.
2. מצבים אופייניים המועדים לפגיעה במתח תרמי
קטעי צינור ישרים ארוכים עם ריסון מליטה כולל ומתח תרמי מצטבר מרוכז;
מרפקים, מפחיתים וטיז עם שינויים מבניים פתאומיים וריכוז מתח חמור;
אוגן אוגן אזורי מעבר שבהם מוטציה מימדית מובילה לריכוז מתח;
תיקוני תיקון בטנה מקומיים עם חוזק מליטה וביצועי התרחבות לא עקביים;
קטעי צינור עם צד אחד מחומם והצד השני מבודד, ויוצרים שדה טמפרטורה א-סימטרי.
3. גורמים מעוררי ליבה המאיצים כישלון פיצוח
התפעול-באתר מאמצת-חימום מהיר או קירור חירום מאולץ ללא מעבר שיפוע;
הבטנה מרוסנת במלואה עם מליטה חזקה-למשטח מלאה, ללא תוספת מיקרו תזוזה לעיוות תרמי;
בידוד צינור חסר חלקית, וכתוצאה מכך טמפרטורת קיר צינור לא אחידה ועומס יתר מקומי;
העיצוב אינו מתחשב בהבדל התפשטות תרמית בין בטנה לחומר הבסיס, חסר אמצעי שחרור מבניים;
מחזורי הפעלה וכיבוי תכופים מגבירים נזקי עייפות מתח תרמי לסירוגין.
4. אמצעים טכניים-מלאים למניעת ובקרה של קישורים
① נסח תהליכי הפעלה של חימום איטי וקירור הדרגתי מפולחים
הימנע מהפרש טמפרטורה מיידי כדי לחתוך יצירת מתח תרמי חד באופן יסודי.
② בצע אופטימיזציה של תהליך סינת הבטנה כדי לאמץ הדבקה מנוקדת או רשת במקום הדבקה מלאה-
שמור מרווחי הזזה זעירים כדי לפצות על התרחבות תרמית ועקירת התכווצות.
③ תיקון שכבות בידוד פגומות בזמן כדי להבטיח שימור חום כללי אחיד בצנרת
הסר אזורי קירור וחימום יתר מקומיים עם פיזור מתח לא אחיד.
④ הגדר קטעי פיצוי התרחבות ומפרקי חיבור גמישים עבור צינורות-למרחקים ארוכים
שחרר את עקירת העיוות התרמי הכולל של גוף הצינור.
⑤ בצע בדיקה אנדוסקופית קבועה תוך התמקדות בחלקי מעבר וצינורות ישרים ארוכים
גלה סדקים תרמיים זעירים לפני שמתרחשות חדירה ודליפה.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| מצב הדבקה והפעלה | סיכון פיצוח מתח תרמי | הצעה ליישום |
|---|---|---|
| מליטה הדוקה-בשטח מלא + שינוי טמפרטורה מהיר ישיר + בידוד לא שלם | סדקים מפוצלים חודרים מופיעים לאחר מספר מחזורים חמים-קרים | הפוך לתהליך מליטה מקומי והטמיע בקרת טמפרטורת שיפוע |
| בטנת מליטה נקודתית + עליית טמפרטורה סטנדרטית/התקררות + בידוד תרמי מלא | ביעילות הבדל התרחבות חיץ וריסון התפשטות סדקי מתח | מפרט ייצור טרומי ותפעול סטנדרטי עבור צינורות חימום מרופדים בטמפרטורה-לסירוגין |
| ריפוד PFA עם התרחבות- נמוכה + זיהוי טמפרטורה מבוזרת + בדיקת סדקים קבועה | דליפת פיצול בטנה נמוכה במיוחד וסכנה נסתרת קורוזיה בין-שכבתית | סכימה מועדפת לפרויקטים של רשתות צינורות לחימום-לסירוגין באצווה |
מַסְקָנָה
פיצוח מתח תרמי של רירית PFA נובעת מאי התאמה של מקדמי התפשטות תרמית בין בטנה למצע פלדה. התרחבות והתכווצות מוגבלים מייצרים מתח מתיחה ולחץ לסירוגין, המובילים ל-פיצול הקיר של הציפוי. אמצעי מניעת הליבה כוללים הטמעת בקרת טמפרטורת שיפוע, אופטימיזציה של מצב הדבקת בטנה כדי לשמור על קצבת עיוות, הבטחת בידוד תרמי מלא ואחיד, הוספת מבני פיצוי על הרחבת צינור וביצוע בדיקת סדקים תקופתית. כל-תהליך סגור-ניהול לולאה של עיצוב תהליך ייצור בטנה, מפרטי תפעול- באתר ובדיקת ציוד יומית יכולים למנוע דליפה בינונית ותאונות חסימת צנרת הנגרמות על ידי פיצוח מתח תרמי של צינורות חימום מצופים PFA.
