Das Versagen der Extrusionsausbeulung aufgrund thermischer Belastung bezieht sich auf inkonsistente lineare Ausdehnungskoeffizienten zwischen der PFA-Auskleidung und dem äußeren Stahlbasisrohr während des Temperaturanstiegs der Rohrleitung und der Abkühlungszyklen. Die Fluorkunststoffauskleidung erzeugt eine weitaus größere Wärmedehnung als das starre Stahlrohr, und die axiale Wärmeausdehnung wird durch Flanschflansch- und Verankerungsstrukturen stark eingeschränkt. Übermäßige thermische Spannung wird in radiale Druckspannung umgewandelt, wodurch sich die Auskleidung lokal nach innen ausbeult, extrudiert und Falten wirft, den Durchflusskanal verengt und sogar die Rohrleitung vollständig blockiert. Unterdessen lockert die Wölbungsverformung die Bindungsschnittstelle, was zu einer Medieninfiltration, Blasenbildung zwischen den Schichten und einer großflächigen Ablösung der Auskleidung führt. Bei diesem Versagen handelt es sich um einen typischen strukturellen Verformungsschaden, der durch nicht übereinstimmende Wärmeausdehnungsbeschränkungen verursacht wird und häufig bei langen, geraden Rohrleitungen mit festen Flanschen an zwei - Enden auftritt.
1. Fehlanpassung der Wärmeausdehnung und Wölbungsdeformationsmechanismus
PFA-Material hat einen etwa zehnmal höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Kohlenstoffstahl und Edelstahl. Wenn sich das System erwärmt, dehnt sich die Auskleidung axial über die Rohrlänge aus, beide Enden werden jedoch durch Flanschklemmung ohne Verschiebungsspielraum fixiert. Im Inneren der Auskleidung kommt es zu einer enormen thermischen Druckspannung. Wenn die Spannung die kritische Knickgrenze des Materials überschreitet, verliert die Auskleidung an Formstabilität und wölbt sich zur Rohrleitungsmitte hin, um innere Spannungen abzubauen. Nach dem Abkühlen können die verformten Falten aufgrund des viskoelastischen Kriechens nicht wieder in die ursprüngliche flache Form zurückkehren und bilden dauerhafte konvexe Barrieren im Rohr. Anders als beim Vakuum-Unterdruckkollaps, der durch den äußeren Atmosphärendruck verursacht wird, ist diese Verformung auf eine interne thermische Kompressionsspannung zurückzuführen, die durch eine Expansionsbeschränkung verursacht wird.
2. Typische Positionen, die anfällig für Schäden durch Aufwölbung durch thermische Belastung sind
Lange, einteilige -geradlinige Rohrleitungen, die nur an zwei Enden befestigt sind und keinen dazwischenliegenden Ausdehnungsausgleich haben;
Horizontale Rohrleitungen, bei denen die Schwerkraft dazu beiträgt, dass sich die untere Auskleidung vorzugsweise nach unten ausbaucht;
Rohrsegmente zwischen zwei starren Festflanschen mit einer Verschiebungszugabe von Null;
Dünne Auskleidungsabschnitte mit geringer Steifigkeit und geringem Widerstand gegen thermische Knickverformung;
Bereiche, in denen sich die Auskleidung im Voraus teilweise gelöst hat und sich unter Druck zur bevorzugten Wölbungsposition entwickelt.
3. Kerninduzierende Faktoren, die das Verformungsversagen beschleunigen
Keine Dehnungsfugen oder Teleskopausgleichskonstruktionen für ausgekleidete Rohrabschnitte über große Entfernungen;
Die beiden Enden der Rohrleitung sind vollständig starr fixiert, ohne dass axialer Gleitraum für die Auskleidungsdehnung reserviert wird.
Die Auskleidung ist integral gesintert und mit einer zu starken Haftung mit dem Stahlrohr verbunden, so dass eine axiale Verschiebung durch leichtes Gleiten nicht gelöst werden kann.
Der Betrieb mit schnellem Temperaturanstieg erzeugt sofort eine enorme thermische Belastung ohne allmählichen Spannungsabbau;
Mehrere Runden Kalt- und Heißwechsel überlagern die kumulative Kriechverformung, um Falten dauerhaft zu verfestigen.
4. Vollständige-technische Maßnahmen zur Verhinderung und Kontrolle von Links
① Richten Sie an langen geraden Rohrleitungen Wellkompensatoren oder Gleitausgleichsfugen ein
Sorgen Sie für einen axialen Dehnungsraum, um thermische Dehnungsspannungen grundsätzlich abzubauen.
② Verwenden Sie an den Rohrenden eine schwimmende Flanschstruktur, um eine geringfügige axiale Verschiebung der Auskleidung und des Stahlrohrs zu ermöglichen
Vermeiden Sie eine starre Blockierung der thermischen Verschiebung an den Grenzpositionen der Bördelung.
③ Reduzieren Sie die Gesamtklebefestigkeit der Teilabschnitte angemessen und moderat
Ermöglichen Sie ein relatives Mikrogleiten zwischen Auskleidung und Untergrund, um Druckspannungen abzubauen.
④ Führen Sie ein stufenweises langsames Temperaturanstiegsverfahren ein, um einen starken thermischen Spannungsanstieg in kurzer Zeit zu vermeiden
Wärmespannung schrittweise abbauen, um plötzliches Knicken zu verhindern.
⑤ Vereinbaren Sie eine regelmäßige endoskopische Inspektion für Rohrleitungen mit langer -Festspannweite
Überprüfen Sie Wölbungen und Falten auf Defekte und ersetzen Sie defekte Rohrabschnitte rechtzeitig.
5. Vergleichstabelle zur Präventionswirkung
表格
| Pipeline-Layout und Fixierungsmodus | Risiko einer Ausbeulung durch thermische Belastung | Anwendungsvorschlag |
|---|---|---|
| Langes Rohr, starre Doppel-{0}}Endbefestigung + keine Kompensationsvorrichtung + direkte schnelle Erwärmung | Nach mehreren Heizzyklen kommt es zu einer offensichtlichen Ausbeulung der Auskleidung nach innen und zu einer Verringerung des Durchflusses | Dehnungsausgleichskomponenten nachrüsten und Festflanschform umwandeln |
| Ausgestattet mit Dehnungsfugen + schwimmender Endbegrenzung + Gradiententemperaturanstiegsbetrieb | Beseitigen Sie effektiv thermische Druckspannungen und irreversible Knickverformungen | Standard-Layoutspezifikation für PFA-ausgekleidete Heizungsförderleitungen mit großer Spannweite |
| Segmentierter Verankerungsentwurf + Finite-Elemente-Simulation der Wärmeausdehnung + jährliche interne Videoinspektion | Extrem langfristige Verstopfung und Abblättern der Zwischenschicht. Versteckte Gefahr | Bevorzugtes Schema für korrosionsbeständige Heizungsrohrnetze mit festem -Rahmen und intensivem Layout |
Abschluss
Das Versagen der PFA-Auskleidung aufgrund thermischer Belastung durch Ausbeulen und Blockieren ist auf den großen Unterschied in der Wärmeausdehnungsrate zwischen Auskleidung und Stahlrohr zurückzuführen, und eine starre strukturelle Einschränkung wandelt die axiale Dehnung in eine radiale Knickverformung um. Zu den wichtigsten Gegenmaßnahmen zur Verhinderung gehören die Konfiguration von Wärmekompensationszubehör, die Einführung beweglicher Begrenzungsflanschstrukturen, die moderate Anpassung der Schnittstellenverbindungsleistung, die Standardisierung des Temperaturanstiegsvorgangs und die Durchführung regelmäßiger interner Inspektionen. Durch die vollständige -Prozesssteuerung- des Pipeline-Layoutdesigns, des Endbefestigungsmodus und des Temperaturregulierungsvorgangs können Pipeline-Verstopfungen und Substratkorrosionslecks verhindert werden, die aus einer nicht übereinstimmenden Verformung der PFA-ausgekleideten Heizrohre aufgrund der thermischen Belastung resultieren.
