مکانیسم تغییر شکل خزش شکست ترکیدگی لوله‌های گرمایش تیتانیوم و طرح کامل کنترل پیشگیری از فرآیند-

لوله‌های گرمایش تیتانیومی که در معرض دمای بالا و فشار داخلی پایدار درازمدت قرار می‌گیرند، تغییر شکل خزش آهسته برگشت‌ناپذیر وابسته به زمان ایجاد می‌کنند. دیواره لوله به طور مداوم کشیده و نازک می شود، قطر لوله جزئی برآمده و منبسط می شود. هنگامی که ضخامت دیواره باقیمانده دیگر نمی تواند فشار متوسط ​​را تحمل کند، خط لوله دچار پارگی ناگهانی شکل پذیر و پرتاب متوسط ​​می شود. آسیب خزش به تدریج در-عملکرد مداوم طولانی مدت بدون هیچ ویژگی هشدار اولیه آشکاری جمع می‌شود، که مربوط به-خطر تأخیر در خط لوله‌های گرمایش فشار تیتانیوم{7}}در شرایط کاری با دمای بالا-است.

1. مکانیسم آسیب خزش در دمای بالا

آلیاژ تیتانیوم تغییر شکل الاستیک پایدار را تحت فشار در دمای معمولی حفظ می کند. هنگامی که دمای عملیاتی از دمای بحرانی خزش بالاتر می رود، لغزش نابجایی و مهاجرت مرز دانه در داخل ماتریس تیتانیوم تحت تنش کششی ثابت ناشی از فشار متوسط ​​داخلی رخ می دهد. حتی اگر بار خارجی بدون تغییر باقی بماند، دیواره لوله به مرور زمان کشیده و نازک می شود. نواحی با ضخامت دیواره ناکافی یا نقص ساختاری ترجیحاً برآمده می شوند و تمرکز تنش سرعت خزش را بیشتر می کند. همانطور که بخش موثر یاتاقان به طور مداوم منقبض می شود، استحکام نهایی مواد در برابر فشار داخلی مقاومت نمی کند و منجر به ترکیدگی آنی لوله می شود. متفاوت از انبساط ترک خستگی حرارتی ناشی از نوسانات چرخه ای دما، تغییر شکل خزشی یک تغییر شکل آهسته دائمی است که توسط دمای ثابت و بار استاتیک هدایت می شود.

2. موقعیت های معمولی مستعد ترکیدگی لوله تیتانیوم

بخش‌های لوله نازک-دیواره‌ای با حاشیه ضخامت طراحی ناکافی؛

بخش های خط لوله مسدود شده با گردش متوسط ​​ضعیف که منجر به تجمع گرمای موضعی و افزایش دما می شود.

اتصالات جوشی و گرما{0}}مناطق با ساختار متالوگرافی ناهموار و مقاومت خزشی ضعیف را تحت تأثیر قرار دادند.

زانوهای خم{0} سرد و اتصالات لوله شکل که هم فشار داخلی و هم فشار اضافی خمشی را تحمل می‌کنند.

بخش های لوله ثابت قفل شده که در آن تنش حرارتی نمی تواند آزاد شود و بار کششی را بر آن تحمیل می کند.

3. عوامل کلیدی تسریع شکست خزش

دمای کارکرد طولانی مدت-بیش از حداکثر دمای مجاز خزش مواد تیتانیوم؛

فشار کاری سیستم به طور مداوم بیش از فشار نامی طراحی شده بدون حفاظت محدود کننده فشار.

رسوب گذاری داخلی و انسداد رسوب منجر به انتقال حرارت ضعیف و گرمای بیش از حد غیر طبیعی موضعی می شود.

فرورفتگی سطح، خراش و انحراف ابعادی پردازش که باعث کاهش ضخامت موثر دیواره یاتاقان می شود.

تنش کششی باقیمانده تشکیل سرد با عملیات حرارتی کاهش تنش از بین نمی رود.

4. اقدامات فنی کنترل پیشگیرانه کامل-پیوند کنید

① حفاظت قفل دما و فشار را پیکربندی کنید

هشدار حد بالایی و خاموش شدن خودکار اینترلاک را برای جلوگیری از عملکرد بیش از حد فشار و دمای بیش از حد تنظیم کنید.

② ضخامت دیواره مواد ورودی را به شدت بررسی کنید

لوله‌های با ضخامت{0}خارج از-تلرانس را برای تضمین فشار اصلی{2}}بدون تحمل فشار دهید.

③ مکانیسم تمیز کردن دوره ای خط لوله را ایجاد کنید

برای از بین بردن انسداد جریان و تجمع گرمای موضعی، رسوبات و رسوبات داخلی را بردارید.

④ اجرای بازپخت تنش زدایی برای قطعات خم شده و جوش داده شده

تنش پسماند تشکیل شده را حذف کنید و بار کششی کل روی بدنه لوله را کاهش دهید.

⑤ بازرسی منظم ضخامت اولتراسونیک و بازرسی ظاهری را انجام دهید

کاهش ضخامت دیوار و تغییر شکل برآمدگی را کنترل کنید، اجزاء را قبل از رسیدن به آستانه ایمنی تعویض کنید.

5. جدول مقایسه اثر پیشگیری

表格

نتیجه گیری

شکست خزشی لوله‌های گرمایش تیتانیوم از تغییر شکل پلاستیکی آهسته ماتریس تیتانیوم تحت دمای بالا و فشار استاتیکی پایدار ناشی می‌شود که باعث نازک شدن تدریجی دیواره و ناپایداری ساختاری می‌شود. ایده‌های اصلی پیشگیری عبارتند از محدود کردن پارامترهای عملیاتی در محدوده طراحی، اطمینان از ضخامت دیوار مناسب، حذف شرایط گرمای بیش از حد موضعی، حذف تنش باقی‌مانده و نظارت دینامیکی از دست دادن ضخامت. مدیریت جامع عملیات تجهیزات، فناوری پردازش و تشخیص معمول می تواند به طور موثر از حوادث ایمنی بزرگ ناشی از پارگی خزشی خطوط لوله گرمایش تیتانیوم جلوگیری کند.