Šaltas trapus lūžio gedimas reiškia PFA pamušalą, veikiantį itin žemoje temperatūroje, daug žemesnėje nei minimali leistina eksploatavimo temperatūra. Fluoroplasto molekulinės grandinės mobilumas smarkiai sumažėja, medžiagos kietumas smarkiai sumažėja ir pereina į standžią trapią būseną. Esant nedideliam slėgio svyravimui, dujotiekio vibracijai ar nedideliam išoriniam poveikiui, pamušalas sukuria tinklelį-, pavyzdžiui, trapius įtrūkimus ir fragmentišką lupimąsi. Korozinė terpė prasiskverbia į plyšių tarpus, kad išgraužtų plieninį pagrindo vamzdį, o didelis-pamušalo plotas tiesiogiai užblokuos dujotiekio srauto kanalą. Ši žemos-temperatūros trapumų žala dažniausiai įvyksta atvirame lauke esančiuose vamzdynuose, esant dideliems šaltiems regionams, kriogeninio proceso transportavimo vamzdynams ir sistemoms su staigiu greitu aušinimu.
1. Žemos temperatūros-trupėjimo ir suskaidymo mechanizmas
PFA remiasi lanksčiu ilgų polimerų molekulinių grandinių slydimu, kad išlaikytų tvirtumą ir atsparumą smūgiams normaliomis temperatūros sąlygomis. Kai aplinkos temperatūra pernelyg nukrenta, molekulinių grandinių terminis judėjimas yra labai suvaržytas, grandinės segmentai negali laisvai susisukti ir deformuotis, kad išsklaidytų išorinį įtempimą. Medžiaga praranda plastinę deformaciją ir tampa trapi; net maža išorinė apkrova sukels įtrūkimų atsiradimą ir greitą išsiplėtimą. Skirtingai nuo terminio oksidacijos senėjimo, kuris visam laikui naikina molekulinę struktūrą, šaltas trapumas yra grįžtamasis fizinės būsenos pokytis per trumpą laiką, tačiau jei po trapiojo lūžio jau susidarė įtrūkimai, pažeidimai tampa negrįžtami ir negali būti atstatyti vėl pakilus temperatūrai.
2. Tipinės pozicijos, linkusios į šaltą trapią žalą
Viršutiniai lauko vamzdynai be šilumos izoliacijos apsaugos žemoje{0}}temperatūros žiemos aplinkoje;
Vamzdyno sekcijos, kuriose ilgą laiką tiekiamas kriogeninis šaltnešis ir žemos{0}}temperatūros proceso medžiagos;
Akli vamzdžiai ir aklavietės su statine terpe, kuri greitai atvėsta sistemos išjungimo metu;
Alkūnės, reduktoriai ir kitos įtempimo{0}}koncentruotos vamzdžių jungiamosios detalės, pasižyminčios silpnu atsparumu žemai{1}}temperatūrai;
Pamušalo taisymo lopai ir plonos{0}}sienelių vietos, jautresnės temperatūros-sukeltam trapumui.
3. Pagrindiniai skatinantys veiksniai, pagreitinantys trapų gedimą
Projektuojant neatsižvelgiama į žemos{0}}temperatūros darbo sąlygas ir parenkamas įprastas PFA be žemos{1}}temperatūros modifikacijų;
Lauko ir kriogeniniams vamzdynams neparengta visa šilumos izoliacija ir neužšąlantis išorinis apvyniojimo sluoksnis;
Sistemos avarinis išjungimas lemia greitą dujotiekio viduje esančios terpės aušinimą per trumpą laiką;
Vietinis pamušalo storis yra per plonas, todėl trūksta struktūrinio atsparumo žemai{0}}temperatūrai;
Išorinis mechaninis susidūrimas ir vibracija yra ant žemos temperatūros{0}}trapaus pamušalo, kad sukeltų įtrūkimus.
4. Visos-nuorodų prevencijos ir kontrolės techninės priemonės
① Pritaikykite žemoje{0}}temperatūroje grūdintą modifikuotą PFA pamušalą kriogeniniams ir stiprios šaltos aplinkos projektams
Padidinkite minimalią medžiagos trapumo temperatūrą iš formulės lygio.
② Visoms atviroms vamzdžių sekcijoms apvyniokite visą šiluminės izoliacijos ir nuo{0}}užšalimo apsauginio apvalkalo komplektą
Išskirkite žemos{0}}temperatūrinės aplinkos šilumos nuostolius ir palaikykite pamušalo darbinę temperatūrą virš trapios vietos.
③ Suformuluokite išjungimo anti-užšalimo procedūras, kad ištuštintumėte skysčio likučius vamzdynuose
Venkite vidutinio statinio aušinimo ir pamušalo sukietėjimo žemoje{0}}temperatūroje.
② Tinkamai padidinkite lengvai įtemptų vamzdžių jungiamųjų detalių, pvz., alkūnių ir trišakių, pamušalo storį
Padidinkite konstrukcijos tvirtumą ir žemos{0}}temperatūros atsparumą-įtrūkimams.
⑤ Venkite priverstinio smūgio ir trankymo atliekant techninę priežiūrą ir kėlimą, kai dujotiekis yra žemos temperatūros
Saugokite, kad išorinė jėga nesukeltų trapių įtrūkimų.
5. Prevencinio poveikio palyginimo lentelė
表格
| Medžiagos ir šiluminės apsaugos režimas | Šalto trapių lūžių rizika | Paraiškos pasiūlymas |
|---|---|---|
| Įprastas PFA pamušalas + be šilumos izoliacijos + išjungimo skysčio susilaikymas | Pamušalo skilimo nuotėkis atsiranda nukritus temperatūrai šaltuoju metų laiku | Pakeiskite žemai -temperatūrai atspariu pamušalu ir pridėkite išorinę šilumos izoliacijos konstrukciją |
| Žemos-temperatūros modifikuotas pamušalas + visa anti-užšalimo izoliacija + standartizuota ištuštinimo operacija | Veiksmingai išvengiama molekulinės grandinės blokavimo ir trapių įtrūkimų žemoje temperatūroje | Standartinė projektavimo specifikacija šalto ploto ir kriogeninės vidutinės PFA šildymo vamzdynams |
| Žemos-temperatūros poveikio mėginių ėmimo bandymas + vamzdyno temperatūros stebėjimas realiuoju laiku- + reguliari vizualinė patikra | Itin mažas trapus suskaidymas ir vamzdyno užsikimšimas yra paslėptas pavojus | Pageidautina šiaurinio lauko ir kriogeninio proceso antikorozinio šildymo vamzdžių tinklo schema |
Išvada
PFA pamušalo šaltas trapus lūžio gedimas atsiranda dėl itin-žemos temperatūros, ribojančio molekulinės grandinės judėjimą, todėl medžiaga praranda kietumą ir yra linkusi trapiai skilinėti veikiant įtempimui. Pagrindinės prevencijos priemonės apima žemai -temperatūrai atsparių modifikuotų pamušalų medžiagų parinkimą, termoizoliacinės apsaugos nuo-užšalimo pridėjimą, išjungimo drenažo standartizavimą, kad būtų išvengta statinio aušinimo, pažeidžiamų dalių storio padidinimas ir išorinio poveikio išvengimas esant žemai -temperatūrai. Viso-uždarojo proceso-ciklo valdymas pagal individualiai pritaikytą medžiagų parinkimą, vamzdyno išorinės apsaugos konstrukciją ir kasdienio veikimo specifikacijas gali pašalinti pamušalo skilimą ir pagrindo korozijos nuotėkį, atsirandantį dėl PFA padengtų šildymo vamzdžių trapumo žemoje temperatūroje{8}}.
