Повреда при избухване на воден чук се отнася до бързо превключване на клапана, аварийно изключване на помпата и моментално прекъсване на потока вътре в тръбопровода. Високо{1}}скоростният флуид внезапно застоява и генерира мигновена вълна на ударно налягане, далеч надвишаваща номиналното проектно налягане. Импулсът на налягане удря многократно вътрешната стена на нагревателната тръба от неръждаема стомана 316. Концентрацията на напреженията възниква при заварките, колената и преходните позиции на диаметъра на тръбата. След множество ударни натоварвания, пукнатините от умора започват и се разширяват бързо, което води до внезапно разкъсване на -стената и изхвърляне на средата. Тази повреда има силна внезапна разрушителност, която лесно причинява повреда на оборудването и злополуки за лична безопасност в циркулационни тръбопроводи за отопление с честа работа на клапана.
1. Генериране на ударна вълна и механизъм за разширяване на пукнатини от умора
Когато потокът на течността бъде внезапно блокиран, кинетичната енергия незабавно се преобразува в енергия на налягането, за да образува вълна на налягане на воден чук, разпространяваща се по тръбопровода. Моментното напрежение на удара далеч надвишава допустимото напрежение на материала на тръбата. Всеки удар предизвиква микропластична деформация и малки източници на пукнатини в позиции на структурна мутация. При многократно удряне, пукнатините се простират по посока на дебелината на стената до проникване и експлозия на тръбата. За разлика от бавните щети от умора, причинени от дългосрочни-флуктуации на налягането, водният удар принадлежи към високо-енергийно моментно ударно натоварване, което може да доведе до-еднократно директно разкъсване на слаби части без множество цикли.
2. Типични позиции, склонни към повреда от воден чук
Коляно и тройник, където посоката на потока се променя и силата на удара е концентрирана;
Заваръчни фуги с неравна структура и слаба устойчивост на удар;
Редукторни секции с рязка промяна на диаметъра на тръбата и наслагване на вълната на налягането;
Тръбопроводни секции непосредствено зад спирателни-вентили и изходи на помпи;
Фиксирани опорни точки на затягане, където напрежението не може да бъде освободено по време на ударни вибрации.
3. Фактори, предизвикващи сърцевина, ускоряващи повредата при разкъсване
Ръчно бързо затваряне или отваряне на вентили с голям-диаметър без блокиране на бавно превключване;
На изхода на помпата не е монтиран буферен резервоар или ограничител на пренапрежение, който да абсорбира въздействието на налягането;
В конструкцията на тръбопровода липсват разширителни фуги и гъвкави секции за освобождаване на мигновено напрежение при удар;
Логиката за изключване на системата не е оптимизирана, което води до едновременно прекъсване на захранването и внезапно спиране на помпата;
Прекомерна твърдост на тръбопровода без опори за гасене на вибрации, ударно напрежение, действащо директно върху тялото на тръбата.
4. Пълни-технически мерки за предотвратяване и контрол на връзката
① Модифицирайте програмата за управление на клапана, за да приемете режим на бавно отваряне и бавно затваряне с блокировка със закъснение във времето
Избягвайте моменталното прекъсване-на флуид, за да елиминирате основно източника на воден удар.
② Монтирайте елиминатора на воден удар и буферния резервоар под налягане на главния изходящ тръбопровод на помпата
Абсорбира преходната вълна на налягане и ограничава пиковото ударно налягане.
③ Поставете гъвкави разширителни фуги и пружинни амортизиращи опори при уязвими тръбни фитинги
Освободете ударното напрежение и намалете концентрираното натоварване върху заваръчните шевове и колената.
④ Конфигурирайте логиката за изключване на непрекъснатото захранване и преобразуването на честотата на помпата
Реализирайте спиране с постепенно забавяне, за да предотвратите внезапно прекъсване на потока.
⑤ Редовно провеждайте откриване на симулация на удар под налягане и неразрушително откриване на дефекти на заваръчния шев
Предварително отсейте микропукнатини, предизвикани от исторически удар с воден чук.
5. Таблица за сравнение на ефектите от превенцията
表格
| Режим на работа и конфигуриране на тръбопровода | Риск от разкъсване на воден чук | Предложение за приложение |
|---|---|---|
| Бързо действие на клапана + буфериране без налягане + твърд фиксиран тръбопровод | Един силен удар с воден чук може да причини спукване на тръбопровода | Добавете оборудване за поглъщане на налягане и оптимизирайте процедурата за работа на клапана |
| Забавено регулиране на клапана + преден-потискане на пренапрежението + гъвкава структура за облекчаване на напрежението | Ефективно отслабване на пика на преходното налягане и избягване на образуването на пукнатини при удар | Стандартна спецификация за проектиране на безопасност за циркулационни тръбопроводи за промишлено отопление |
| Онлайн наблюдение на налягането-в реално време + автоматично освобождаване на свръхналягане + тримесечна инспекция на дефекти на заваръчния шев | Изключително ниска опасност от внезапно избухване и средна опасност за безопасността от изтичане | Предпочитана схема за непрекъсната тръбопроводна мрежа с високо{0}}налягане с често превключване |
Заключение
Разкъсването на нагревателна тръба от неръждаема стомана 316 при воден удар се причинява от моментна ударна вълна под налягане, генерирана от внезапно прекъсване на потока, което предизвиква концентрация на напрежение и проникване на пукнатини в структурни слаби места. Основните мерки за предотвратяване включват ограничаване на скоростта на превключване на клапана, конфигуриране на буфер за налягане и устройства за елиминиране, добавяне на гъвкави компоненти за облекчаване на напрежението, оптимизиране на контрола на изключване на оборудването и засилване на редовната не-разрушителна проверка. Цялостното{4}}управление на затворен-контур на процеса на логиката за автоматично управление, конфигурацията на аксесоарите на тръбопровода и инспекцията на безопасността може да предотврати експлозия на тръбопровода и инциденти, свързани с безопасността, причинени от въздействието на воден удар на нагревателните тръби.
