# Kesan permulaan yang kerap-menghentikan kitaran haba pada kegagalan struktur tiub pemanasan Sistem pemanasan penapaian sering mengalami permulaan dan penutupan yang kerap disebabkan oleh penukaran kelompok, pelarasan suhu dan penyelenggaraan peralatan. Setiap permulaan-hentian mencipta suhu sejuk-panas yang tajam, menjana tegasan haba berkala di dalam tiub pemanasan dan lapisan pelindungnya. Kitaran terma berulang jangka panjang-menyebabkan keretakan filem pasif, penembusan salutan, kelesuan logam dan retakan mikro kuarza untuk bahan yang berbeza, memendekkan hayat perkhidmatan dengan teruk dan mendorong risiko kebocoran tersembunyi. Jadual di bawah mengukur ciri kerosakan kitaran haba bagi empat bahan pemanasan arus perdana.|Bahan Tiub Pemanas|Mekanisme Kerosakan Tekanan Terma|Lokasi Kegagalan Biasa|Manifestasi Kerosakan Selepas -Berbasikal Jangka Panjang|Permulaan Selamat Terhad-Kekerapan Berhenti|| ----|----|----|----|----|| 316 Keluli Tahan Karat|Pengembangan dan pengecutan haba berulang menghasilkan retakan mikro keletihan pada sempadan butiran kimpalan; patah filem pasif di bawah tekanan kitaran|Kelim kimpalan, siku bengkok tiub|Filem pasif retak, penembusan pitting dipercepat|Kurang daripada atau sama dengan 3 kali setiap 24 jam|| Titanium Darjah 2|Serpihan tekanan terma filem TiO₂ tempatan; penurunan suhu mengurangkan keterlarutan oksigen terlarut, menangguhkan pembaikan sendiri-filem|Sokong zon lelasan kenalan, bahagian impak aliran|Bintik-bintik goresan susu bertaburan, potensi penurunan berterusan|Kurang daripada atau sama dengan 3 kali setiap 24 jam|| Pemanas Bersalut PFA|Tidak padan besar pekali pengembangan terma antara PFA dan keluli karbon, tegasan tegangan kitaran membuka celah mikro{93}}salutan|Kedudukan calar, siku tiub|Penyusupan alkali antara lapisan, mengembangkan lepuh tersembunyi|Kurang daripada atau sama dengan 2 kali setiap 24 jam; penyejukan perlahan wajib|| Kaca Kuarza|Pekali pengembangan yang sangat rendah menghasilkan tegasan tegangan/mampatan berselang-seli yang sengit semasa perubahan suhu yang cepat|Sambungan berulir tamat, sendi siku|Microcracks dalaman yang tidak kelihatan, pecah rapuh secara tiba-tiba|Kurang daripada atau sama dengan 1 kali setiap 24 jam; kadar pemanasan/penyejukan Kurang daripada atau sama dengan 0.4 darjah /min|## 1. Prinsip umum kerosakan kitaran haba Setiap permulaan pemanasan menaikkan tiub daripada suhu ambien kepada suhu penapaian 60–90 darjah; penutupan membawa penyejukan pantas kembali ke suhu bilik. Bahan yang berbeza dan struktur pelindungnya mempunyai pekali pengembangan haba yang tidak konsisten. Pengembangan dan pengecutan berkala menjana tegasan tegangan dan mampatan berselang-seli di dalam bahan dan antara muka: 1. Lapisan pelindung permukaan (filem pasif logam, lapisan PFA) tidak dapat menyelaraskan ubah bentuk dengan logam asas, menghasilkan retakan kecil atau jurang pemisah selepas berpuluh-puluh kitaran. 2. Kecacatan struktur dalaman (sempadan kepekatan salutan kimpalan, garisan kepekatan kuarza) titik, di mana kerosakan mikro-terkumpul dan mengembangkan kitaran demi kitaran. 3. Medium menghakis dan cecair pembersih CIP menembusi celah yang baru terbentuk semasa setiap kitaran, menukar kerosakan terma mekanikal kepada titik lemah kakisan kimia kekal. ## 2. Bahan-oleh-analisis kerosakan progresif bahan ### 316 Tiub Keluli Tahan Karat Logam asas keluli tahan karat mempunyai keliatan yang baik, tetapi kawasan kimpalan mempunyai struktur butiran yang tidak sekata dan terdedah kepada kepekatan tegasan. Bergantian sejuk{101}}panas yang kerap berulang kali meregangkan dan memerah filem pasif kaya kromium{103}yang nipis pada permukaan kimpalan, yang membawa kepada pemecahan dan pengelupasan filem. Logam kosong yang terdedah daripada retakan filem bersentuhan terus dengan klorida{105}}yang mengandungi medium, membentuk sel kakisan pitting. Dengan pengumpulan kitaran haba, lubang semakin dalam secara berterusan di sepanjang sempadan butiran keletihan, akhirnya terbentuk melalui{107}}kebocoran dinding. Jika kekerapan mula-henti melebihi 5 kali sehari, kadar penipisan dinding kimpalan akan meningkat 3-4 kali berbanding dengan operasi berterusan yang stabil. ### Tiub Titanium Gred 2 Logam titanium itu sendiri menahan keletihan haba, tetapi filem pempasifan TiO₂ nipisnya rapuh dan tidak dapat menahan ubah bentuk kitaran. Berbasikal terma mencipta rekahan kecil pada filem tempatan; Sementara itu, penurunan suhu semasa penutupan mengurangkan keterlarutan oksigen terlarut dalam air yang beredar, jadi filem yang retak tidak dapat dibaiki tepat pada masanya. Surih klorida atau fluorida dalam medium menyerang rekahan filem, membentuk titik etsa susu yang bertaburan. Perhentian permulaan yang kerap setiap hari akan membawa kepada aliran menurun berterusan potensi elektrokimia, menunjukkan kawasan kerosakan filem berkembang. ### Pemanas Bersalut PFA Bahan ini mengalami kerosakan tekanan antara muka yang paling teruk. Substrat keluli karbon mengembang dengan ketara di bawah suhu tinggi, manakala PFA fluoroplastik mengembang sedikit. Setiap kitaran pemanasan meregangkan salutan PFA ke luar; setiap kitaran penyejukan mengecutkan tapak keluli dan menarik salutan ke dalam. Ketegangan dan mampatan berselang-seli jangka panjang meluaskan calar permukaan sedia ada ke dalam saluran interlayer. Sisa cecair pembersih alkali yang terperangkap dalam celah menguap semasa pemanasan, menghasilkan lepuh antara salutan dan substrat keluli. Jika prosedur penyejukan perlahan dibatalkan selepas pembasmian kuman suhu tinggi, kejutan haba serta-merta menggandakan kadar pengembangan jurang salutan. ### Tiub Pemanas Kuarza Kuarza rapuh dan mempunyai kapasiti pengembangan haba hampir sifar. Kenaikan atau penurunan suhu yang cepat menghasilkan tekanan dalaman yang besar di dalam matriks kuarza. Malah tekanan kecil tidak dapat dilepaskan, membentuk retakan mikro yang tidak kelihatan di dalam dinding tiub. Microcracks berkembang dengan setiap kitaran haba; sebaik sahaja cecair menembusi rekahan, tekanan dalaman bertambah lagi, mencetuskan pecah rapuh secara tiba-tiba semasa pemanasan berikutnya. Peralatan kuarza mesti mengehadkan kelajuan perubahan suhu dengan ketat; permulaan setiap hari yang kerap akan membuat retakan mikro berkembang menjadi melalui rekahan dalam beberapa kelompok, menyebabkan kehilangan sederhana tangki penuh. ## 3. Operasi tidak betul di tapak yang memburukkan bahaya kitaran haba 1. Pencurahan air sejuk penuh kecemasan selepas operasi suhu tinggi: langkau penyejukan perlahan berperingkat untuk mempercepatkan pensuisan kelompok, menghasilkan kejutan haba serta-merta. 2. Pelarasan suhu yang kerap oleh pengendali: menaikkan dan menurunkan suhu pemanasan secara berulang kali,. 2. mengurangkan suhu pemanasan{80}} Pengeluaran terputus-putus sekejap-sekejap: pengeluaran kumpulan pendek ditambah siap sedia lama, berbilang kitaran permulaan henti setiap hari. 4. Bahagian saluran paip tidak bertebat: kehilangan haba yang cepat semasa penutupan membesarkan perbezaan suhu antara dinding dalam tiub dan permukaan luar, meningkatkan tekanan dalaman. ## 4. Langkah kawalan piawai untuk mengurangkan kerosakan berbasikal haba 1. Tetapkan interlock kadar pemanasan dan penyejukan pada kabinet kawalan: hadkan kelajuan perubahan suhu, larang suntikan medium sejuk terus selepas pembasmian kuman suhu tinggi; laksanakan program penyejukan perlahan berperingkat 30–40 minit untuk semua peralatan pemanasan. 2. Optimumkan penjadualan pengeluaran: gabungkan kelompok kecil untuk mengurangkan masa mula-henti harian, mengekalkan peredaran suhu rendah berterusan semasa tempoh siap sedia yang singkat untuk mengelakkan penyejukan sepenuhnya kepada suhu bilik. 3. Balut penuh lapisan penebat haba saluran paip semasa menutup bahagian dalam tiub bawah dan mengurangkan perbezaan suhu antara bahagian dalam dinding. tekanan. 4. Pemeriksaan biasa yang disasarkan: - Keluli tahan karat/titanium: pengesanan potensi elektrokimia suku tahunan + pengimbasan ketebalan kimpalan ultrasonik; - Pemanas PFA: imbasan titik sejuk inframerah bulanan untuk mencari lepuh daripada pemisahan antara muka; - Tiub kuarza: pemeriksaan penghantaran cahaya dua minggu sekali untuk menilai retakan mikro tersembunyi{100}} Memproses had yang dibezakan: Gelung kuarza meminimumkan masa permulaan; Peralatan PFA menguatkuasakan penyejukan perlahan dengan ketat; sistem titanium dan keluli tahan karat menambah peredaran kaya oksigen semasa siap sedia untuk membaiki filem pasif yang retak secara terma. ## Ringkasan Kitaran haba mula-henti yang kerap menimpa kerosakan tekanan mekanikal dan kakisan kimia. Ketidakpadanan pengembangan haba antara bahan asas dan lapisan pelindung menghasilkan celah mikro dan retakan yang tidak dapat dipulihkan, menyediakan saluran untuk asid, alkali dan ion untuk menghakis substrat. Mengawal kadar perubahan suhu, mengurangkan masa mula-henti yang tidak perlu dan melaksanakan proses penyejukan perlahan dengan berkesan boleh melegakan pengumpulan tegasan haba, kegagalan struktur tiub pemanasan yang perlahan dan memanjangkan kitaran perkhidmatan penuhnya.
