Porušenie krehkého lomu za studena sa vzťahuje na výstelku PFA pracujúcu v prostredí s ultra-nízkou teplotou hlboko pod jej minimálnou povolenou prevádzkovou teplotou. Mobilita molekulárneho reťazca fluoroplastu je výrazne znížená, húževnatosť materiálu prudko klesá a prechádza do tuhého krehkého stavu. Pri miernom kolísaní tlaku, vibráciách potrubia alebo menších vonkajších nárazoch vytvára výstelka mriežku-ako krehké praskliny a úlomky. Korozívne médium preniká cez trhliny, aby erodovalo oceľovú základnú rúru a veľké-odlupovanie obloženia priamo blokuje prietokový kanál potrubia. Toto poškodenie spôsobené krehnutím pri nízkych teplotách sa väčšinou vyskytuje vo vonkajších potrubiach v extrémne chladných oblastiach, v potrubiach prepravujúcich kryogénne procesy a v systémoch s náhlym rýchlym ochladzovaním.
1. Mechanizmus krehnutia a fragmentácie pri nízkych-teplotách
PFA sa spolieha na flexibilné posúvanie dlhých polymérnych molekulárnych reťazcov, aby sa zachovala húževnatosť a odolnosť proti nárazu za normálnych teplotných podmienok. Keď teplota okolia príliš klesne, tepelný pohyb molekulárnych reťazcov je značne obmedzený, reťazové segmenty sa nemôžu voľne krútiť a deformovať, aby rozptýlili vonkajšie napätie. Materiál stráca schopnosť plastickej deformácie a stáva sa krehkým; aj malé vonkajšie zaťaženie spôsobí iniciáciu trhlín a rýchlu expanziu. Na rozdiel od starnutia tepelnej oxidácie, ktorá trvalo ničí molekulárnu štruktúru, je krehkosť za studena krátkodobou reverzibilnou zmenou fyzikálneho stavu, ale ak sa už po krehkom lomu vytvorili trhliny, poškodenie sa stáva nezvratným a nemožno ho obnoviť po opätovnom zvýšení teploty.
2. Typické polohy náchylné na poškodenie chladom
Nadzemné vonkajšie potrubia bez tepelnej izolácie v zimnom prostredí s nízkou-teplotou;
Časti potrubia prepravujúce kryogénne chladivo a nízkoteplotné{0}}procesné materiály po dlhú dobu;
Slepé potrubia a slepé konce so statickým médiom, ktoré sa rýchlo ochladzuje počas vypínania systému;
Kolená, redukcie a iné namáhané-súčiastky rúr so slabou nízkou-pevnosťou;
Záplaty na opravu obloženia a tenké-časti stien, ktoré sú citlivejšie na krehkosť-spôsobenú teplotou.
3. Faktory vyvolávajúce jadro urýchľujúce krehké zlyhanie
Návrh nezohľadňuje pracovné podmienky pri nízkych{0}}teplotách a vyberá konvenčné PFA bez úpravy pri nízkych-teplotách;
Pre vonkajšie a kryogénne potrubia nie je usporiadaná žiadna úplná tepelná izolácia a nemrznúca{0}}vonkajšia obalová vrstva;
Núdzové odstavenie systému vedie k rýchlemu ochladeniu zvyškového média vo vnútri potrubia v krátkom čase;
Miestna hrúbka obloženia je príliš tenká, chýba dostatočná tolerancia štrukturálnej húževnatosti voči namáhaniu pri nízkej teplote;
Vonkajšie mechanické kolízie a vibrácie sa prekrývajú na krehkú výstelku pri nízkej teplote-, čo spôsobuje praskanie.
4. Úplné-technické opatrenia na prevenciu a kontrolu prepojenia
① Použite nízkoteplotnú{0}}pevnú modifikovanú PFA výstelku pre projekty v kryogénnom a ťažkom chladnom prostredí
Zlepšite minimálnu teplotu krehnutia materiálu od úrovne receptúry.
② Zabaľte celú súpravu tepelnej izolácie a -ochranného plášťa proti zamrznutiu pre všetky odkryté časti potrubia
Izolujte nízke-teplotné straty okolitého tepla a udržujte pracovnú teplotu obloženia nad bodom krehkosti.
③ Sformulujte postupy proti zamrznutiu pri odstavení{0} na vyprázdnenie zvyškov kvapaliny vo vnútri potrubí
Vyhnite sa strednému statickému ochladzovaniu a vytvrdzovaniu obloženia pri nízkej teplote-.
② Primerane zväčšite konštrukčnú hrúbku obloženia ľahko namáhaných potrubných tvaroviek, ako sú kolená a T-kusy
Zvýšte tuhosť konštrukcie a výkon pri nízkych{0}}teplotách proti-praskaniu.
⑤ Vyhnite sa násilným nárazom a klepaniu počas údržby a zdvíhania, keď je potrubie pri nízkej teplote
Zabráňte vzniku krehkých trhlín vonkajšími silami.
5. Tabuľka porovnávania účinkov prevencie
表格
| Režim materiálovej a tepelnej ochrany | Riziko krehkej zlomeniny za studena | Návrh aplikácie |
|---|---|---|
| Obyčajná PFA výstelka + žiadna tepelná izolácia + zadržiavanie tekutín pri vypnutí | Únik fragmentácie obloženia nastáva po poklese teploty v chladnom období | Nahraďte ho podšívkou odolnou voči nízkym{0}}teplotám a pridajte vonkajšiu tepelnoizolačnú štruktúru |
| Nízko{0}}teplotne modifikovaná podšívka + kompletná protimrazová{2}}izolácia + štandardizované vyprázdňovanie | Účinne sa vyhýbajte blokovaniu molekulárnych reťazcov a krehkému praskaniu pri nízkej teplote | Štandardné konštrukčné špecifikácie pre chladné oblasti a kryogénne médium PFA vystlané vykurovacie potrubia |
| Test odberu vzoriek s vplyvom nízkej{0}}teploty + monitorovanie teploty potrubia v reálnom čase-+ pravidelná vizuálna kontrola | Extrémne nízka krehká fragmentácia a zablokovanie potrubia skryté nebezpečenstvo | Preferovaná schéma pre severnú vonkajšiu a kryogénnu antikoróznu-sieť vykurovacích potrubí |
Záver
Porucha lomu PFA za studena je spôsobená ultra-nízkou teplotou, ktorá obmedzuje pohyb molekulového reťazca, čím materiál stráca húževnatosť a je náchylný na krehké praskanie pod tlakom. Medzi základné preventívne opatrenia patrí výber modifikovaných obkladových materiálov odolných voči nízkym teplotám, pridanie tepelnej izolácie proti-zamŕzaniu, štandardizácia odtokového systému, aby sa zabránilo statickému ochladzovaniu, zväčšenie hrúbky zraniteľných častí a zabránenie vonkajším vplyvom pri nízkych-teplotách. Riadenie celého-uzavretého{7}}cyklu procesu s prispôsobeným výberom materiálu, konštrukciou vonkajšej ochrany potrubia a špecifikáciou každodennej prevádzky môže eliminovať fragmentáciu výstelky a koróziu substrátu spôsobenú krehnutím vykurovacích rúrok vyložených PFA pri nízkej teplote.
