Smūgio nuovargio gedimas atsiranda, kai kietos dalelės, skysčio lašeliai ar kavitacijos burbuliukai tekančioje terpėje nuolat dideliu greičiu atsitrenkia į išorinę šildymo vamzdžių sienelę. Periodinė smūginė apkrova sukelia kintamą medžiagos paviršiaus įtempimą, todėl susidaro mikro įtrūkimai, kurie palaipsniui plečiasi į vidų, kol prasiskverbia vamzdžio sienelė. Ši žala dažniausiai pasireiškia didelio-srauto praplovimo ruožuose ir dviejų-fazių srauto vamzdynuose, be akivaizdaus vienodo plonėjimo ankstyvoje stadijoje, o staigus prasiskverbimo nuotėkis dažnai įvyksta esant ilgalaikiam-kumuliatyviam poveikiui.
1. Mikroskopinės žalos raidos mechanizmas
Kai didelės{0}}greičio dalelės susiduria su nerūdijančio plieno paviršiumi, momentinis kontaktinis slėgis sukelia plastinę deformaciją ir mažus įdubimus ant matricos, o paviršiaus pasyvioji chromo oksido plėvelė susmulkinama ir nulupama. Nuolat kartojantis smūgius, liekamasis tempimo įtempis kaupiasi aplink kiekvieną įdubą, o įtempių koncentracijos taškuose išdygsta mikroįtrūkimai. Kiekvienas paskesnis smūgis skatina įtrūkimų antgalio plitimą vamzdžio sienelės gylio kryptimi. Dujų-skystoje mišrioje terpėje kavitacijos burbuliukai subyrėja, kad susidarytų smūginės bangos ir mikrosrovės, kurios dideliu dažniu sukelia mikro{5}}smūgius ant vamzdžio paviršiaus, pagreitindami plyšio atsiradimą. Įtrūkimams prasiskverbus per sienelės storį, šildymo vamzdis greitai nuteka. Kuo didesnis srauto greitis ir dalelių kietumas, tuo trumpesnis nuovargio įsiskverbimo ciklas.
2. Tipinės padėtys, jautrios smūgiiniam nuovargiui
Vamzdyno įleidimo anga yra nukreipta tiesiai į gaunamo skysčio ir dalelių srauto smūgį;
Alkūnės ir posūkio sekcijos, kuriose srauto kryptis smarkiai keičiasi, o dalelės susikaupia, kad atsitrenktų į išorinę lanko sienelę;
Siurblio išleidimo anga ir didelio srauto{0}}tiesių vamzdžių sekcijos su didžiausiu vidutiniu srauto greičiu;
Dujų-skysčio dviejų{1} fazių srauto zonos su dažna kavitacija ir burbuliukų žlugimu;
Išsikišusios suvirinimo siūlės ir paviršiaus nelygumai, kuriuos pirmiausia nukenčia kietos priemaišos.
3. Pagrindiniai veiksniai, pagreitinantys smūgio nuovargio žalą
Per didelis vidutinio srauto greitis, lemiantis stiprią smūginių dalelių kinetinę energiją;
Cirkuliuojančioje terpėje susimaišęs didelis kiekis smėlio, rūdžių šlako ir kietų suspenduotų dalelių;
Grubus paviršius su daugybe išsikišimų ir defektų, kurie yra įtrūkimų atsiradimo šaltiniai;
Ilgalaikis{0}}nepertraukiamas veikimas nefiltruojant priemaišų terpėje;
Plona šildymo vamzdžio sienelės storio konstrukcija ir nepakankama atsparumo smūgiams{0}}.
4. Visos-nuorodų prevencijos ir valdymo techninės priemonės
① Įdiekite priekinį{0}}filtrą ir šlako šalinimo įrangą
Sistemos įleidimo angoje nustatykite tikslius filtrus ir nuosėdų gaudykles, kad sulaikytumėte kietąsias daleles ir iš esmės pašalintumėte smūgio šaltinį.
② Optimizuokite dujotiekio išdėstymą, kad apsaugotumėte įeinantį srautą
Pridėkite buferines pertvaras ir laipsniško perėjimo sekcijas prie įėjimo, kad išsklaidytumėte srovės srautą ir sumažintumėte tiesioginį koncentruotą poveikį vamzdžio korpusui.
③ Padidinkite vietinės sienelės storį pažeidžiamoms smūgio vietoms
Pastorinkite alkūnių ir įvado sekcijų vamzdžio sieneles, kad liktų pakankamai atsparumo nuovargiui storio ribos.
④ Pagrįstai sumažinkite srauto greitį leistino proceso diapazone
Sureguliuokite siurblio veikimo dažnį, kad sumažintumėte terpės srauto greitį ir susilpnintumėte dalelių smūgio kinetinę energiją.
⑤ Nupoliruokite vamzdžio paviršių, kad pašalintumėte įtempių koncentracijos taškus
Naudokite elektropoliravimą, kad pašalintumėte suvirinimo siūles ir paviršiaus išsikišimus, sumažinant mikroįtrūkimų susidarymo tikimybę smūgio metu.
5. Prevencinio poveikio palyginimo lentelė
表格
| Veikimo ir struktūrinė schema | Poveikio nuovargio rizika | Paraiškos pasiūlymas |
|---|---|---|
| Jokio filtravimo + didelės spartos{1}}dalelių tiesioginis šveitimas | Greitas vietinis perforacijos sutrikimas | Būtina pridėti filtravimą ir buferio transformaciją |
| Priekinės-galinės priemaišų perėmimas + srauto greičio optimizavimas | Žymiai slopina nuovargio įtrūkimus | Įprastinė cirkuliacinės sistemos standartinė konfigūracija |
| Vietinis storinimas + lygaus paviršiaus apdorojimas | Ilgalaikis atsparumas smūgiams{0}} | Sunkiųjų dalelių vidutinės darbo sąlygos pageidautinas planas |
Išvada
316 šildymo vamzdžių smūginė nuovargio perforacija yra kaupiamasis pažeidimas, kurį sukelia ciklinis mechaninis smūgis dėl priemaišų ir kavitacijos. Pagrindinė valdymo idėja yra sulaikyti abrazyvines daleles šaltinyje, išsklaidyti koncentruotą skysčio poveikį, sumažinti srauto kinetinę energiją ir pašalinti paviršiaus įtempių koncentraciją. Optimizavus vamzdyno struktūrą, vidutinio stiprumo valymą ir ruošinio paviršiaus apdailą, galima veiksmingai išvengti staigių nuotėkio avarijų, atsirandančių dėl ilgalaikio smūgio nuovargio.
