يحدث فشل الكلال الناتج عن الصدم عندما تصطدم الجزيئات الصلبة أو القطرات السائلة أو فقاعات التجويف في الوسط المتدفق بشكل متكرر بالجدار الخارجي لأنابيب التسخين بسرعة عالية. يؤدي حمل التأثير الدوري إلى إجهاد متناوب على سطح المادة، مما يؤدي إلى توليد شقوق صغيرة تتوسع تدريجيًا إلى الداخل حتى يتم اختراق جدار الأنبوب. يظهر هذا الضرر بشكل رئيسي في أقسام التدفق ذات التدفق العالي-وخطوط أنابيب التدفق ذات الطورين-، مع عدم وجود ترقق موحد واضح في المرحلة المبكرة، وغالبًا ما يحدث تسرب الاختراق المفاجئ تحت تأثير تراكمي طويل الأمد-.
1. آلية تطور الضرر المجهري
عندما تصطدم الجزيئات ذات السرعة العالية- بسطح الفولاذ المقاوم للصدأ، يتسبب ضغط التلامس الفوري في تشوه البلاستيك وحدوث فجوات صغيرة على المصفوفة، ويتم سحق الطبقة السلبية لأكسيد الكروم السطحي وتقشيرها. مع التأثيرات المتكررة والمستمرة، يتراكم إجهاد الشد المتبقي حول كل فجوة، وتنبت الشقوق الصغيرة عند نقاط تركيز الإجهاد. يعزز كل تأثير لاحق انتشار طرف الشقوق على طول اتجاه عمق جدار الأنبوب. بالنسبة للوسائط المختلطة من الغاز-السائلة، تنهار فقاعات التجويف لإنتاج موجات صدمية ونفاثات دقيقة، والتي تنتج تأثيرات دقيقة- على سطح الأنبوب بتردد عالٍ، مما يؤدي إلى تسريع بدء التشقق. بعد أن تخترق الشقوق سمك الجدار، يتسرب أنبوب التسخين بسرعة. كلما زادت سرعة التدفق وصلابة الجسيمات، كلما كانت دورة اختراق الكلال أقصر.
2. الأوضاع النموذجية المعرضة للتأثير على التعب
يواجه مدخل خط الأنابيب مباشرة تأثير نفث السوائل والجسيمات الواردة؛
أقسام الكوع والدوران حيث يتغير اتجاه التدفق بشكل حاد وتتركز الجزيئات لتضرب جدار القوس الخارجي؛
مخرج المضخة ومقاطع الأنابيب المستقيمة- ذات التدفق العالي مع الحد الأقصى لسرعة التدفق المتوسط؛
مناطق تدفق الغاز-السائلة ذات الطورين-ذات التجويف المتكرر وانهيار الفقاعات؛
طبقات اللحام البارزة والمطبات السطحية التي تتعرض بشكل تفضيلي للشوائب الصلبة.
3. العوامل الرئيسية التي تسرع الضرر الناجم عن الإرهاق
معدل تدفق متوسط مرتفع بشكل مفرط يؤدي إلى طاقة حركية قوية لجزيئات الاصطدام؛
كمية كبيرة من الرمل وخبث الصدأ والجزيئات العالقة الصلبة الممزوجة في وسط التداول؛
سطح خشن به العديد من النتوءات والعيوب التي تعمل كمصادر لبدء الشقوق؛
تشغيل متواصل على المدى الطويل-بدون تصفية الشوائب في الوسط؛
تصميم رقيق لسمك جدار أنبوب التسخين مع عدم كفاية نسبة مقاومة الصدمات-.
4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط وإدارته
① قم بتثبيت مرشح الواجهة الأمامية-ومعدات التخلص من التأخير
قم بإعداد المرشحات الدقيقة ومصائد الرواسب عند مدخل النظام لاعتراض الجزيئات الصلبة وقطع مصدر التأثير بشكل أساسي.
② تحسين تخطيط خط الأنابيب لتخزين التدفق الوارد مؤقتًا
أضف حواجز عازلة وأقسام انتقالية تدريجية عند المدخل لتفريق التدفق النفاث وتقليل التأثير المباشر المركز على جسم الأنبوب.
③ زيادة سمك الجدار المحلي لمواقع التأثير الضعيفة
قم بتثخين جدار الأنابيب في المرفقين وأقسام المدخل للاحتفاظ بهامش سمك كافٍ لمقاومة التعب.
④ تقليل سرعة التدفق بشكل معقول ضمن النطاق المسموح به للعملية
ضبط تردد تشغيل المضخة لخفض سرعة التدفق المتوسط وإضعاف الطاقة الحركية لتأثير الجسيمات.
⑤ قم بتلميع سطح الأنبوب لإزالة نقاط تركيز الضغط
استخدم التلميع الكهربائي لإزالة نتوءات اللحام والنتوءات السطحية، مما يقلل من احتمالية تكوين شقوق صغيرة تحت التأثير.
5. جدول مقارنة تأثير الوقاية
表格
| التشغيل والمخطط الهيكلي | تأثير خطر التعب | اقتراح التطبيق |
|---|---|---|
| لا يوجد ترشيح + تنظيف مباشر للجسيمات بسرعة عالية-. | فشل ثقب محلي سريع | يجب إضافة الترشيح والتحول العازلة |
| -اعتراض الشوائب الأمامية + تحسين معدل التدفق | قمع بشكل كبير تكسير التعب | التكوين القياسي لنظام التداول التقليدي |
| سماكة محلية + معالجة سطحية ناعمة | أداء مضاد للصدمات لمدة طويلة-. | الخطة المفضلة لحالة العمل المتوسطة للجسيمات الثقيلة |
خاتمة
إن ثقب الكلال الناتج عن 316 أنبوب تسخين هو ضرر تراكمي ناتج عن الصدمات الميكانيكية الدورية الناتجة عن الشوائب والتجويف. تتمثل فكرة التحكم الأساسية في اعتراض الجزيئات الكاشطة عند المصدر، وتشتيت تأثير السوائل المركزة، وتقليل تدفق الطاقة الحركية، والقضاء على تركيز الإجهاد السطحي. من خلال تحسين هيكل خط الأنابيب، وتنقية الوسط، وتشطيب سطح قطعة العمل، يمكن تجنب حوادث التسرب المفاجئ الناجمة عن إجهاد التأثير على المدى الطويل-بشكل فعال.
