يشير الحرق الجاف إلى حالة العمل حيث يتم تشغيل أنبوب التسخين للتسخين دون غمره بالكامل في وسط سائل. إنها حالة العمل غير الطبيعية الأكثر شيوعًا والتي تؤدي إلى التخلص السريع من عناصر التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في ظل عدم وجود تبديد للحرارة السائلة، ترتفع درجة حرارة سطح جدار الأنبوب بشكل حاد، مما يؤدي إلى تدمير الغشاء السلبي المضاد للتآكل-، مما يؤدي إلى تفاقم التعب الحراري للمادة، وتسريع حساسية اللحام ويتسبب في اندماج سلك التسخين الداخلي. تحلل هذه الورقة آلية الضرر ونظام تصميم الحماية المنهجية.
1. آلية الضرر متعدد الأبعاد الناتج عن الحرق الجاف
(1) الفشل السريع للفيلم السلبي من الكروم السطحي
يحافظ الغشاء السلبي الطبيعي Cr₂O₃ المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 على الثبات ضمن نطاق درجة حرارة الخدمة المعقولة. الحرق الجاف يجعل درجة حرارة السطح المحلية تتجاوز 500 درجة على الفور، ويتأكسد فيلم الأكسيد، ويتشقق وحتى يتقشر في مناطق واسعة. بمجرد إعادة المعدات إلى التسخين السائل، تؤدي أيونات الكلوريد مباشرة إلى تآكل المصفوفة المعدنية العارية، وسيحدث التآكل خلال فترة تشغيل قصيرة.
(2) منطقة اللحام شديدة التحسس الحراري
تبقى المنطقة المتضررة من اللحام والحرارة بشكل متكرر في منطقة درجة حرارة التحسس التي تتراوح بين 450 إلى 850 درجة لفترة طويلة أثناء الحرق الجاف. تترسب كمية كبيرة من كربيد الكروم على طول حدود الحبوب، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم بشكل خطير في حدود الحبوب. أنبوب التسخين عرضة للتقصف الحبيبي وتسرب الاختراق تحت ضغط طفيف وتآكل متوسط.
(3) احتراق سلك المقاومة الداخلية بسبب ارتفاع درجة الحرارة
تعتمد طبقة تعبئة أكسيد المغنسيوم الموجودة داخل أنبوب التسخين على الأنبوب الخارجي لتوصيل الحرارة إلى الخارج. يمنع الحرق الجاف تبديد الحرارة، وترتفع درجة حرارة سلك التسخين الكهربائي إلى ما هو أبعد من الحد المسموح به. يتأكسد سلك المقاومة وينفخ، وفي الوقت نفسه يكون مسحوق المغنيسيوم عرضة لامتصاص الرطوبة وتكتل المسحوق، مما يقلل من أداء العزل ويجلب مخاطر مخفية للتسرب الكهربائي.
(4) تشوه الإجهاد الحراري وبدء التشقق
يوجد فرق كبير في درجة الحرارة بين قسم الحرق الجاف المكشوف والجزء المغمور. يؤدي الإجهاد الحراري المتناوب إلى حدوث شقوق صغيرة على سطح جدار الأنبوب. في الوسط المسببة للتآكل، تتوسع الشقوق بشكل مستمر وتتطور في النهاية إلى شقوق مخترقة.
2. الحوافز الشائعة لحوادث الحريق الجاف في الموقع-.
ينخفض مستوى السائل تحت أنبوب التسخين بسبب تسرب السائل في الخزان والاستهلاك المتوسط دون التجديد التلقائي؛
سوء التشغيل من قبل المشغلين يبدأ مصدر طاقة التسخين قبل تغذية السائل في المعدات؛
يؤدي فشل مستشعر مستوى السائل أو انقطاع خط الإشارة إلى ردود فعل خاطئة لمستوى السائل؛
يتم تشغيل معدات التدفئة بعد إيقاف تشغيلها لفترة طويلة-بدون التحقق من حالة غمر السائل.
3. تصميم نظام الحماية من الاحتراق المتدرج -الجاف-
الحماية الأولية: التحكم في التعشيق لمستوى السائل
قم بتركيب مجسات لمستوى السائل المرتفع والمنخفض داخل الخزان. عندما يكون مستوى السائل أقل من الحد الأدنى لارتفاع الغمر الآمن، يقوم PLC تلقائيًا بقطع دائرة التسخين الرئيسية، ويطلق إنذار الصوت والضوء لقفل برنامج بدء التشغيل. لا يمكن إعادة تشغيل التسخين إلا بعد عودة مستوى السائل إلى النطاق القياسي.
الحماية الثانوية: تعشيق مسبار درجة حرارة السطح
إرفاق الحرارية الاستشعار عن درجة الحرارة إلى الجدار الخارجي لأنبوب التدفئة. اضبط عتبة درجة الحرارة العليا وفقًا لكثافة الطاقة. بمجرد أن تتجاوز درجة الحرارة الحد المحدد مسبقًا بسبب عدم كفاية تبديد الحرارة، يتم إيقاف تشغيل النظام على الفور لتجنب التلف المستمر بسبب درجة الحرارة المرتفعة-.
الحماية الثلاثية: توقيت القوة التراكمية-للحماية
قم بتكوين وحدة توقيت العمل لفرض إيقاف التشغيل الدوري والفحص الفوري للتدفئة غير المنقطعة لفترة طويلة-، ومنع الحرق الجاف غير الطبيعي وغير المراقب الناتج عن الفشل المزدوج في أجهزة استشعار مستوى السائل ودرجة الحرارة.
مواصفات الإدارة اليدوية
صياغة إجراء فحص بدء التشغيل: التأكد من مستوى السائل والدائرة وحالة المستشعر قبل نقل الطاقة؛ إضافة عنصر فحص الصيانة لمعايرة مستوى السائل ومكونات الكشف عن درجة الحرارة بشكل منتظم.
4. معيار معالجة الحرق بعد-الجفاف-لأنابيب التسخين
بمجرد حدوث حرق جاف واضح، يجب عدم وضع أنبوب التسخين في الخدمة مباشرة. ويجب فحصها على النحو التالي:
اختبار مقاومة العزل للتخلص من مخاطر انهيار العزل الداخلي؛
إجراء فحص الاختراق للتحقق من وجود شقوق صغيرة على السطح؛
إعادة إجراء التخميل المتكامل لإصلاح الفيلم السلبي السطحي التالف. إذا تغير لون جدار الأنبوب بشدة أو كان العزل غير مؤهل، فيجب إلغاء أنبوب التسخين واستبداله.
表格
| وضع الحماية | مبدأ العمل | تأثير منع الخطأ |
|---|---|---|
| التعشيق مستوى السائل | قطع الطاقة عندما تكون الوسيلة غير كافية | منع حرق الجذر الجاف |
| تعشيق درجة الحرارة | إنذار وإيقاف التشغيل بسبب ارتفاع درجة الحرارة غير الطبيعي | حماية النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ |
| توقيت التفتيش القسري | قم بمقاطعة حلقة التسخين بانتظام | تجنب عدم المراقبة-على المدى الطويل |
خاتمة
ضرر الحرق الجاف لا يمكن إصلاحه بالنسبة لـ 316 أنبوب تسخين. إن إنشاء حماية كهربائية مزدوجة التعشيق جنبًا إلى جنب مع إدارة التشغيل القياسية يمكن أن يزيل أكثر من 95% من حالات فشل الحرق الجاف، ويطيل عمر خدمة معدات التدفئة بشكل فعال ويتجنب تلف المعدات وحوادث السلامة الناجمة عن ارتفاع درجة الحرارة غير الطبيعية.
