Разрушаването при студено крехко счупване се отнася до PFA облицовка, работеща при ултра-ниска температура на околната среда, далеч под минималната допустима работна температура. Подвижността на молекулната верига на флуоропласта е силно намалена, якостта на материала рязко намалява и преминава в твърдо крехко състояние. При леки колебания на налягането, вибрации на тръбопровода или незначителен външен удар, облицовката произвежда мрежести-като крехки пукнатини и фрагментарно лющене. Корозивната среда прониква в пролуките на пукнатините, за да разруши стоманената основна тръба, а отделянето на облицовката с голяма-площ директно ще блокира канала на потока на тръбопровода. Тази ниска{7}}температурна повреда от крехкост възниква най-вече в открити тръбопроводи в силно студени региони, тръбопроводи за криогенен процес и системи с внезапно бързо охлаждане.
1. Ниско{1}}температурна крехкост и механизъм на фрагментиране
PFA разчита на гъвкаво плъзгане на дълги полимерни молекулярни вериги за поддържане на здравина и устойчивост на удар при нормални температурни условия. Когато температурата на околната среда спадне прекомерно, термичното движение на молекулярните вериги е силно ограничено, сегментите на веригата не могат свободно да се усукват и деформират, за да разпръснат външния стрес. Материалът губи способност за пластична деформация и става крехък; дори малко външно натоварване ще предизвика образуване на пукнатини и бързо разширяване. За разлика от стареенето чрез термично окисление, което разрушава завинаги молекулярната структура, студената крехкост е обратима промяна на физическото състояние в краткосрочен план, но ако пукнатините вече са се образували след крехко счупване, повредата става необратима и не може да бъде възстановена след повторно повишаване на температурата.
2. Типични позиции, предразположени към повреда при студена чупливост
Надземни външни тръбопроводи без топлоизолационна защита при ниска{0}}температурна зимна среда;
Тръбопроводни секции, пренасящи криогенен хладилен агент и ниско{0}}температурни технологични материали за дълго време;
Слепи тръби и задънени краища със статична среда, която се охлажда бързо по време на спиране на системата;
Колена, редуктори и други тръбни фитинги с-концентрирано напрежение със слаба издръжливост при ниски{1}}температури;
Кръпки за ремонт на облицовка и тънки-стенни зони, които са по-чувствителни към температурно-предизвикана чупливост.
3. Основни фактори, предизвикващи ускоряване на крехкото разрушаване
Дизайнът не отчита условия на работа при ниски-температури и избира конвенционален PFA без модификация при ниски{1}}температури;
Не е предвидена пълна топлоизолация и анти{0}}замръзващ външен обвиващ слой за външни и криогенни тръбопроводи;
Аварийното изключване на системата води до бързо охлаждане на остатъчната среда в тръбопровода за кратък период от време;
Дебелината на местната облицовка е твърде тънка, липсва достатъчно допустима структурна якост срещу ниско-температурно напрежение;
Външен механичен сблъсък и вибрации се наслагват върху крехката облицовка при ниска-температура, за да предизвикат напукване.
4. Пълни-технически мерки за предотвратяване и контрол на връзката
① Използвайте закалена при ниски-температури модифицирана облицовка от PFA за проекти в криогенна и силно студена среда
Подобрете минималната температура на крехкост на материала от нивото на формулата.
② Увийте пълен комплект топлоизолация и защитна обвивка против-замръзване за всички открити тръбни секции
Изолирайте загубата на топлина на околната среда при ниска{0}}температура и поддържайте работната температура на облицовката над точката на чупливост.
③ Формулирайте процедури за спиране на операцията против{0}}замръзване за изпразване на остатъчната течност в тръбопроводите
Избягвайте средно статично охлаждане и причиняване на ниско{0}}температурно втвърдяване на облицовката.
② Увеличете по подходящ начин проектната дебелина на облицовката на тръбни фитинги, които лесно се натоварват, като колена и тройници
Подобрете структурната твърдост и ниско{0}}температурно действие против-напукване.
⑤ Избягвайте силен удар и удари по време на поддръжка и повдигане, когато тръбопроводът е при ниска температура
Предотвратете появата на крехки пукнатини от външна сила.
5. Таблица за сравнение на ефектите от превенцията
表格
| Режим на материална и термична защита | Риск от студено крехко счупване | Предложение за приложение |
|---|---|---|
| Обикновена облицовка от PFA + без топлоизолация + задържане на течност при изключване | Изтичането на фрагменти на облицовката възниква след спад на температурата през студения сезон | Заменете с устойчива на ниска{0}}температура подплата и добавете външна топлоизолационна структура |
| Ниско{0}}температурна модифицирана облицовка + пълна изолация против-замръзване + стандартизирана операция за изпразване | Ефективно избягвайте блокиране на молекулярна верига и крехко напукване при ниска температура | Стандартна проектна спецификация за отоплителни тръбопроводи за студена зона и криогенна среда, облицовани с PFA |
| Тест за вземане на проби при ниско{0}}температурно въздействие + мониторинг на-температурата на тръбопровода в реално време + редовна визуална проверка | Изключително ниско крехко раздробяване и запушване на тръбопровода скрита опасност | Предпочитана схема за северна външна и криогенна антикорозионна отоплителна тръбна мрежа |
Заключение
Разрушаването на PFA облицовката при студено крехко счупване се причинява от ултра{0}}ниска температура, ограничаваща движението на молекулната верига, което кара материала да губи издръжливост и е склонен към крехко напукване при напрежение. Основните превантивни мерки включват избор на модифицирани облицовъчни материали, устойчиви на ниски-температури, добавяне на топлоизолационна защита срещу-замръзване, стандартизиране на дренажа при спиране за предотвратяване на статично охлаждане, увеличаване на дебелината на уязвимите части и избягване на външно въздействие при ниски-температурно състояние. Управлението на целия-затворен{7}}цикличен процес на персонализиран избор на материал, конструкция на външната защита на тръбопровода и ежедневна спецификация на работа може да елиминира инцидентите с фрагментиране на облицовката и изтичане на корозия на субстрата, причинени от ниска{8}}температурна крехкост на нагревателни тръби, облицовани с PFA.
