Keretakan keletihan terma merujuk kepada pengembangan kitaran berulang dan pengecutan dinding paip yang disebabkan oleh perubahan suhu drastik yang kerap semasa permulaan, penutupan dan turun naik beban. Tegasan tegangan dan mampatan terma berkala mengumpul retakan mikro pada permukaan bahan dan kimpalan. Keretakan kecil ini terus mengembang di bawah beban terma berselang-seli sehingga menembusi dinding paip dan menyebabkan kebocoran. Mod kegagalan ini tidak menampilkan kakisan seragam atau penipisan yang jelas, dan keretakan terutamanya bermula pada tekanan-bahagian struktur tertumpu, yang merupakan kerosakan keletihan biasa yang disebabkan oleh kitaran suhu.
1. Mekanisme Kerosakan Keletihan Terma Teras
Apabila tiub pemanasan ditenagakan untuk memanaskan dengan cepat, lapisan bersentuh medium luar-mempunyai suhu yang lebih rendah manakala bahagian pemanasan dalam menjadi panas secara mendadak, menjana kecerunan suhu dan pengembangan terma yang tidak konsisten di dalam dinding tiub. Ubah bentuk tidak selaras menghasilkan tegasan haba dalaman. Semasa penutupan dan penyejukan peralatan, bahan mengecut tidak sekata dalam arah songsang dan membentuk tegasan baki yang bertentangan. Selepas beribu-ribu sejuk-selang seli, tegasan kitaran membawa kepada timbunan terkehel dan nukleasi retakan mikro pada sempadan butiran, kecacatan kimpalan dan calar permukaan. Setiap turun naik suhu mendorong penyebaran hujung retak. Sebaik sahaja retakan menembusi ketebalan dinding, melalui-kebocoran dinding berlaku secara tiba-tiba. Lebih cepat kelajuan kenaikan dan penurunan suhu, lebih pendek kitaran permulaan retak keletihan.
2. Kedudukan Biasa Terdedah kepada Retak Keletihan Terma
Kimpalan sambungan dan haba-zon terjejas dengan struktur metalografi yang tidak sekata dan kecacatan tegasan yang wujud;
U-bahagian bengkok dan kawasan peralihan arka yang membentuk tegasan sisa bertindih dengan tegasan terma;
Cecair-garisan paras cecair berselang-seli dengan rendaman berkala dan penyejukan udara;
Kawasan terbakar-terlalu panas tempatan dengan perbezaan suhu melampau antara titik panas dan matriks sekeliling;
Memasang mata pengapit yang dikekang oleh lekapan yang tidak boleh mengembang dan mengecut dengan bebas.
3. Faktor Pemacu Percepatan Utama
Permulaan kecemasan yang kerap-berhenti dan kenaikan suhu yang cepat tanpa pemanasan awal kecerunan;
Ketumpatan kuasa yang berlebihan membawa kepada suhu permukaan serta-merta yang berlebihan tiub pemanasan;
Sokongan had tegar tetap yang menyekat pemanjangan haba percuma badan paip;
Bahan asas dengan kemasukan dalaman, liang dan kecacatan mikro pemprosesan asal;
Perbezaan suhu yang besar antara medium pemanasan dan persekitaran ambien.
4. Langkah-langkah Teknikal Pencegahan dan Penghapusan Hierarki
① Gunakan kawalan pemanasan kecerunan berperingkat
Tetapkan-fasa prapemanasan kuasa rendah sebelum operasi formal untuk memperlahankan kadar kenaikan suhu dan mengurangkan tegasan kecerunan terma serta-merta di dalam dinding paip.
② Optimumkan reka bentuk struktur untuk ubah bentuk haba percuma
Gunakan penyokong gelongsor alih alih daripada pengapit tetap sepenuhnya untuk menyimpan elaun pengembangan dan mengelakkan penguncian tegasan haba yang disebabkan oleh kekangan tegar.
③ Hilangkan tegasan baki awal melalui-penyepuhlindapan kimpalan
Menjalankan rawatan haba pelepasan tegasan bersepadu selepas membongkok dan mengimpal untuk melepaskan tegasan sisa pembentukan dan mengimpal serta mengurangkan punca retakan keletihan.
④ Optimumkan reka bentuk kuasa untuk mengehadkan puncak suhu permukaan
Memadankan kuasa pemanasan secara munasabah berdasarkan aliran sederhana dan keadaan pelesapan haba untuk mengelakkan titik panas setempat melebihi-suhu dan perbezaan suhu yang berlebihan.
⑤ Meningkatkan integriti permukaan bahan kerja paip
Gunakan penggilap elektro untuk menghilangkan tanda alat permukaan dan calar mikro yang terdedah kepada permulaan retak.
5. Perbandingan Kesan Pencegahan untuk Mod Operasi Berbeza
表格
| Mod Operasi & Struktur | Risiko Retak Keletihan Terma | Pelan Pengoptimuman Disyorkan |
|---|---|---|
| Permulaan pantas yang kerap-berhenti + sokongan tegar tetap sepenuhnya | Kebarangkalian keretakan yang sangat tinggi | Mesti menambah program pemanasan awal dan kurungan gelongsor |
| Kawalan suhu kecerunan + rawatan melegakan tekanan | Ketara menekan kegagalan keletihan | Spesifikasi pengeluaran dan operasi standard |
| Bahan mentah-kecacatan rendah + struktur pengembangan fleksibel | Prestasi anti{0}}penahanan lama | Skim pilihan peralatan permulaan yang kerap berselang |
Kesimpulan
Keretakan kelesuan terma 316 tiub pemanasan adalah kerosakan terkumpul yang disebabkan oleh tekanan terma berselang-seli berulang daripada kitaran sejuk dan panas. Idea pencegahan asas adalah untuk memperlahankan kelajuan perubahan suhu, menghapuskan kekangan struktur pada pengembangan haba, mengeluarkan tekanan sisa awal bahan kerja dan mengurangkan punca retakan kecacatan permukaan. Melalui logik kawalan elektrik piawai dan reka bentuk pengoptimuman struktur, melalui-kemalangan pecah dinding yang disebabkan oleh kelesuan haba boleh dielakkan dengan berkesan.
