Kegagalan kelesuan terma berlaku apabila tiub pemanasan berulang kali mengalami kenaikan dan penurunan suhu kitaran. Pengembangan dan pengecutan haba berselang-seli menjana tegangan terma tegangan dan mampatan berkala di dalam badan paip. Selepas beberapa kitaran, retakan mikro bermula pada permukaan dan secara beransur-ansur memanjang ke dalam untuk membentuk retakan menembusi, mengakibatkan kebocoran sederhana. Kerosakan ini tertumpu terutamanya pada bahagian yang mempunyai kecerunan suhu yang besar dan ketakselanjaran struktur. Ia tergolong dalam kerosakan keletihan yang disebabkan oleh beban haba kitaran, yang biasa berlaku dalam peralatan pemanasan dengan permulaan dan penutupan yang kerap.
1. Permulaan Retak Keletihan Terma dan Mekanisme Pembiakan
Apabila dinding paip dipanaskan dengan cepat, lapisan permukaan mengembang terlebih dahulu dan dihalang oleh logam dalam-suhu rendah, menghasilkan tegasan tegangan permukaan. Semasa penyejukan, lapisan luar mengecut lebih cepat dan mengalami tekanan mampatan. Penukaran berulang antara tegangan dan mampatan membentuk tegasan seli terma kitaran. Kecacatan kecil permukaan seperti calar dan kecacatan kimpalan menjadi punca retak. Di bawah beban kitaran berterusan, retakan keletihan mengembang sepanjang arah berserenjang dengan tegasan utama. Apabila keretakan menembusi ketebalan dinding paip, kebocoran sederhana berlaku. Berbeza daripada retakan kakisan tegasan statik, kelesuan terma didorong semata-mata oleh tegasan berselang-seli mekanikal daripada turun naik suhu tanpa penyertaan medium menghakis wajib.
2. Kedudukan Biasa Terdedah kepada Kerosakan Keletihan Terma
Sambungan kimpal dan haba-zon terjejas dengan struktur metalografi yang tidak sekata dan kepekatan tegasan;
Bahagian masuk di mana medium sejuk terus bercampur dengan badan paip panas untuk membentuk perbezaan suhu yang tajam;
Akar bebibir, pembolehubah diameter dan kedudukan mutasi struktur siku;
Kawasan selang seli aras cecair di mana suhu fasa gas dan fasa cecair sangat berbeza;
Bahagian paip tetap tegar tidak dapat mengembang dan berubah bentuk secara bebas dengan perubahan suhu.
3. Faktor Penggerak Utama Mempercepatkan Keletihan Terma
Permulaan dan penutupan kecemasan yang kerap, medium sejuk disuntik terus ke saluran paip-suhu tinggi;
Kaedah penetapan saluran paip yang tidak munasabah dengan pengapit tegar mengehadkan anjakan terma;
Kecerunan suhu tempatan yang berlebihan disebabkan oleh pemanasan tidak sekata komponen pemanasan;
Burr pemesinan permukaan, calar dan kecacatan kimpalan bertindak sebagai titik permulaan retak;
Bijian bahan menjadi kasar selepas perkhidmatan suhu-tinggi{1}}panjang yang mengurangkan rintangan keletihan.
4. Penuh-Langkah-Langkah Teknikal Kawalan Pencegahan Pautan
① Laksanakan kenaikan suhu kecerunan dan spesifikasi operasi penyejukan
Panaskan perlahan-lahan sebelum dimulakan dan sejukkan langkah demi langkah apabila berhenti untuk mengurangkan perbezaan suhu serta-merta.
② Optimumkan struktur sokongan saluran paip
Gunakan penyokong gelongsor dan sambungan pengembangan untuk melepaskan anjakan terma dan tegasan terma terkunci.
③ Memperbaiki kemasan permukaan dan menghapuskan punca kecacatan permukaan
Kisar dan gilap kelim kimpalan dan permukaan paip untuk menghilangkan calar dan titik kepekatan tegasan yang tajam.
④ Optimumkan susun atur pemanasan untuk mengelakkan terlalu panas setempat
Agihkan sumber haba secara sama rata untuk mengelakkan dinding paip separa daripada menanggung kecerunan suhu yang berlebihan.
⑤ Pilih-keluli tahan karat stabil berbutir halus untuk keadaan kerja suhu yang kerap berselang-seli
Tingkatkan rintangan lesu terma intrinsik bahan melalui pengoptimuman gred bahan masuk.
5. Jadual Perbandingan Kesan Pencegahan
表格
| Mod Operasi & Pemasangan | Risiko Keletihan Terma | Cadangan Permohonan |
|---|---|---|
| Perubahan suhu mendadak yang kerap + pemasangan tetap tegar | Penjanaan retak yang cepat selepas operasi kitaran pendek | Tambah pampasan pengembangan dan standardkan proses kawalan suhu |
| Peraturan suhu beransur-ansur + sokongan fleksibel + kemasan permukaan | Sangat melambatkan penyebaran retakan keletihan | Reka bentuk standard dan spesifikasi operasi |
| Konfigurasi sambungan pengembangan + pemanasan homogen + pengesanan kecacatan biasa | Risiko kegagalan keletihan haba minimum | Skim pilihan peralatan mula{0}}berhenti kerap berselang |
Kesimpulan
Keretakan kelesuan terma 316 tiub pemanasan keluli tahan karat berpunca daripada tegasan terma berselang-seli kitaran yang dijana oleh selang-seli suhu yang berulang, yang membawa kepada nukleasi retakan keletihan dan pengembangan. Pendekatan pencegahan teras adalah mengurangkan amplitud mutasi suhu, menyimpan ruang pampasan pengembangan haba, menghapuskan kecacatan kepekatan tegasan permukaan dan meningkatkan prestasi keletihan bahan. Operasi proses yang ketat dan pengoptimuman struktur boleh menghalang kemalangan kebocoran menembusi dengan berkesan yang disebabkan oleh-keletihan kitaran haba jangka panjang.
