يشير فشل الكسر الهش البارد إلى بطانة PFA التي تعمل في ظل بيئة ذات درجة حرارة منخفضة للغاية-أقل بكثير من الحد الأدنى لدرجة حرارة الخدمة المسموح بها. يتم تقليل حركة السلسلة الجزيئية للبلاستيك الفلوري بشدة، وتنخفض صلابة المواد بشكل حاد وتتحول إلى حالة هشة صلبة. في ظل تقلبات طفيفة في الضغط أو اهتزاز خطوط الأنابيب أو تأثير خارجي بسيط، تنتج البطانة شبكة -مثل الشقوق الهشة والتقشير الجزئي. يخترق الوسط المتآكل فجوات الشقوق لتآكل أنبوب القاعدة الفولاذي، كما أن تساقط بطانة المنطقة الكبيرة -سيؤدي إلى سد قناة تدفق خط الأنابيب مباشرة. يحدث هذا الضرر الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة-في أغلب الأحيان في خطوط الأنابيب المكشوفة في الهواء الطلق في المناطق شديدة البرودة، حيث تعمل العمليات المبردة على نقل خطوط الأنابيب والأنظمة ذات التبريد السريع المفاجئ.
1. آلية التقصف والتفتت ذات درجة الحرارة المنخفضة
يعتمد PFA على الانزلاق المرن للسلاسل الجزيئية البوليمرية الطويلة للحفاظ على المتانة ومقاومة الصدمات في ظل ظروف درجات الحرارة العادية. عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة بشكل مفرط، يتم تقييد الحركة الحرارية للسلاسل الجزيئية إلى حد كبير، ولا يمكن لأجزاء السلسلة أن تلتوي وتتشوه بحرية لتفريق الضغط الخارجي. تفقد المادة قدرتها على التشوه البلاستيكي وتصبح هشة؛ حتى الحمل الخارجي الصغير سوف يؤدي إلى بدء التشقق والتوسع السريع. على عكس شيخوخة الأكسدة الحرارية التي تدمر البنية الجزيئية بشكل دائم، فإن الهشاشة الباردة هي تغير في الحالة الفيزيائية قابل للعكس على المدى القصير، ولكن إذا كانت الشقوق قد تشكلت بالفعل بعد الكسر الهش، يصبح الضرر غير قابل للإصلاح ولا يمكن استعادته بعد ارتفاع درجة الحرارة مرة أخرى.
2. الأوضاع النموذجية المعرضة للتلف البارد والهش
خطوط الأنابيب العلوية الخارجية بدون حماية من العزل الحراري في بيئة الشتاء ذات درجات الحرارة المنخفضة؛
أقسام خطوط الأنابيب تنقل مواد التبريد المبردة ومواد المعالجة ذات درجات الحرارة المنخفضة لمدة طويلة؛
الأنابيب المسدودة والأطراف المسدودة ذات الوسط الساكن الذي يبرد بسرعة أثناء إيقاف تشغيل النظام؛
الأكواع ومخفضات الضغط وغيرها من تجهيزات الأنابيب المركزة ذات الضغط -ذات صلابة ضعيفة عند درجات الحرارة المنخفضة؛
بقع إصلاح البطانة ومناطق الجدران الرقيقة-التي تكون أكثر حساسية لدرجة الحرارة-المسببة للهشاشة.
3. العوامل المحفزة الأساسية لتسريع الفشل الهش
لا يأخذ التصميم في الاعتبار-ظروف العمل ذات درجات الحرارة المنخفضة ويختار PFA التقليدي دون تعديل درجة الحرارة المنخفضة-؛
لم يتم ترتيب طبقة تغليف خارجية كاملة للعزل الحراري-والمضادة للتجمد لخطوط الأنابيب الخارجية والمبردة؛
يؤدي إيقاف تشغيل النظام في حالات الطوارئ إلى التبريد السريع للوسط المتبقي داخل خط الأنابيب في فترة قصيرة؛
سمك البطانة المحلية رقيق للغاية، ويفتقر إلى ما يكفي من المتانة الهيكلية ضد الإجهاد الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة؛
يتم فرض الاصطدام والاهتزاز الميكانيكي الخارجي على البطانة الهشة ذات درجة الحرارة المنخفضة-لإثارة التشقق.
4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط والتحكم فيه
① اعتماد بطانة PFA معدلة ومقواة بدرجة حرارة منخفضة لمشروعات البيئة المبردة والشديدة البرودة
تحسين الحد الأدنى لدرجة حرارة التقصف للمادة من مستوى الصيغة.
② مجموعة كاملة من العزل الحراري والغطاء الواقي المضاد للتجمد- لجميع أقسام الأنابيب المكشوفة
عزل فقدان الحرارة المحيطة بدرجة الحرارة المنخفضة-والمحافظة على درجة حرارة عمل البطانة أعلى من النقطة الهشة.
③ قم بصياغة إجراءات إيقاف التشغيل المضادة للتجمد-لتفريغ السائل المتبقي داخل خطوط الأنابيب
تجنب التبريد الساكن المتوسط والتسبب في تصلب البطانة بسبب درجات الحرارة المنخفضة.
② زيادة سمك بطانة التصميم بشكل مناسب لتجهيزات الأنابيب سهلة الضغط مثل الأكواع والمحملات
تحسين الصلابة الهيكلية وأداء-مقاومة التشققات في درجات الحرارة المنخفضة.
⑤ تجنب التأثير القسري والطرق أثناء الصيانة والرفع عندما يكون خط الأنابيب في درجة حرارة منخفضة
منع القوة الخارجية من إحداث توليد الشقوق الهشة.
5. جدول مقارنة تأثير الوقاية
表格
| وضع الحماية المادية والحرارية | خطر الكسر الهش البارد | اقتراح التطبيق |
|---|---|---|
| بطانة PFA عادية + لا يوجد عازل حراري + احتباس السوائل | يحدث تسرب تجزئة البطانة بعد انخفاض درجة الحرارة في موسم البرد | استبدلها ببطانة مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة-وأضف هيكلًا خارجيًا للعزل الحراري |
| -بطانة معدلة لدرجة الحرارة المنخفضة + عزل كامل مضاد للتجمد- + عملية تفريغ موحدة | تجنب بشكل فعال قفل السلسلة الجزيئية والتكسير الهش تحت درجة حرارة منخفضة | مواصفات التصميم القياسية للمنطقة الباردة وخطوط أنابيب التدفئة المبطنة بـ PFA للوسط المبرد |
| -اختبار أخذ عينات لأداء تأثير درجة الحرارة المنخفضة + مراقبة درجة حرارة خط الأنابيب في الوقت الحقيقي- + فحص بصري منتظم | تجزئة هشة منخفضة للغاية وانسداد خطوط الأنابيب خطر خفي | المخطط المفضل لشبكة أنابيب التسخين المقاومة للتآكل في الهواء الطلق والعمليات المبردة الشمالية |
خاتمة
ينجم فشل الكسر الهش البارد في بطانة PFA عن -درجة الحرارة المنخفضة جدًا التي تحد من حركة السلسلة الجزيئية، مما يجعل المادة تفقد صلابتها وتكون عرضة للتشقق الهش تحت الضغط. تتضمن إجراءات الوقاية الأساسية اختيار مواد بطانة معدلة مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة-، وإضافة العزل الحراري ضد-الحماية من التجمد، وتوحيد تصريف الإغلاق لمنع التبريد الساكن، وزيادة سماكة الأجزاء الضعيفة وتجنب التأثير الخارجي في حالة درجات الحرارة المنخفضة-. -العملية المغلقة بالكامل-إدارة الحلقة للاختيار المخصص للمواد، وبناء الحماية الخارجية لخط الأنابيب ومواصفات التشغيل اليومية يمكن أن تقضي على تجزئة البطانة وحوادث تسرب تآكل الركيزة الناتجة عن انخفاض درجة حرارة -أنابيب التسخين المبطنة بـ PFA.
