टाइटेनियम हीटिंग ट्यूबों की थर्मल थकान क्रैक विफलता का तंत्र और पूर्ण -प्रक्रिया रोकथाम नियंत्रण योजना

बार-बार चक्रीय हीटिंग और शीतलन के अधीन टाइटेनियम हीटिंग ट्यूब सतह परत और आंतरिक मैट्रिक्स के बीच असंगत विस्तार और संकुचन के कारण ट्यूब की दीवार के अंदर वैकल्पिक तन्यता और संपीड़न थर्मल तनाव उत्पन्न करेगी। बार-बार तनाव चक्र के बाद, माइक्रोक्रैक संरचनात्मक असंतुलन और सतह दोषों पर अंकुरित होते हैं, धीरे-धीरे मोटाई की दिशा में बढ़ते हैं और अंततः मध्यम रिसाव के कारण मर्मज्ञ दरारें बनाते हैं। यह क्षति मुख्य रूप से बार-बार चालू होने और रुकने और अत्यधिक तापमान में उतार-चढ़ाव वाले उपकरणों में होती है, जो पूरी तरह से चक्रीय तापीय भार से प्रेरित थकान विफलता से संबंधित है।

1. थर्मल थकान क्रैक आरंभ और प्रसार तंत्र

जब पाइप बॉडी को तेजी से गर्म किया जाता है, तो बाहरी सतह प्राथमिकता से फैलती है और कम तापमान वाली आंतरिक सामग्री द्वारा नियंत्रित होती है, जिससे सतह पर तन्यता तनाव पैदा होता है। तीव्र शीतलन के दौरान, बाहरी परत तेजी से सिकुड़ती है और संपीड़ित तनाव बनाने के लिए सिकुड़ जाती है। तनाव और संपीड़न का निरंतर स्विचिंग आवधिक वैकल्पिक थर्मल तनाव का गठन करता है। छोटी-छोटी खरोंचें, वेल्डिंग का रंग बदलना और वेल्ड नॉच दोष तनाव एकाग्रता बिंदु और दरार आरंभ स्रोत बन जाते हैं। चक्रीय भार के तहत, थकान दरारें मुख्य तनाव दिशा में लंबवत रूप से विस्तारित होती हैं। एक बार जब दीवार की मोटाई में दरारें पड़ जाती हैं, तो मध्यम रिसाव होता है। तनाव संक्षारण क्रैकिंग के विपरीत, थर्मल थकान संक्षारक माध्यम पर निर्भर नहीं होती है, और दरार का विस्तार यांत्रिक थकान क्षति पर हावी होता है।

2. थर्मल थकान क्षति की संभावना वाली विशिष्ट स्थितियाँ

असमान मेटलोग्राफिक संरचना और प्रमुख तनाव एकाग्रता के साथ वेल्ड जोड़ और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र;

मध्यम इनलेट जहां ठंडा तरल पदार्थ सीधे गर्म पाइप की दीवार पर प्रभाव डालता है जिससे तेज स्थानीय तापमान प्रवणता बनती है;

अचानक संरचनात्मक अनुभाग परिवर्तन के साथ कोहनी, रेड्यूसर और निकला हुआ किनारा जड़ भाग;

दो चरणों के बीच स्पष्ट तापमान अंतर के साथ गैस -तरल प्रत्यावर्ती तरल स्तर रेखाएं;

कठोरता से दबाए गए पाइप अनुभाग जो तापमान परिवर्तन के साथ स्वतंत्र रूप से विस्तार और अनुबंध नहीं कर सकते हैं।

3. थर्मल थकान विफलता को तेज करने वाले प्रमुख कारक

उच्च तापमान वाली पाइपलाइनों में ठंडे माध्यम के बार-बार आपातकालीन स्टार्ट-ऑफ और सीधे इंजेक्शन के साथ अमानकीकृत संचालन;

विस्तार क्षतिपूर्ति उपकरणों के बिना कठोर फिक्सिंग, थर्मल विस्थापन को लॉक करना और अवशिष्ट तनाव जमा करना;

आंशिक संकेन्द्रित ताप से अत्यधिक स्थानीय तापमान अंतर और तापीय तनाव उत्पन्न होता है;

खुरदरी सतह, वेल्डिंग गड़गड़ाहट और इंडेंटेशन जो तरजीही दरार स्रोत बनाते हैं;

लंबे समय तक उच्च{{1}तापमान वाली सेवा के कारण अनाज मोटा हो जाता है और सामग्री की थकान प्रतिरोधक क्षमता में गिरावट आती है।

4. पूर्ण -लिंक निवारक नियंत्रण तकनीकी उपाय

चरणबद्ध तापमान वृद्धि और शीतलन संचालन विनिर्देशों को लागू करें

तात्कालिक तापमान अंतर प्रभाव को कम करने के लिए स्टार्टअप से पहले धीमी गति से हीटिंग और शटडाउन के दौरान चरणबद्ध शीतलन को अपनाएं।

② पाइपलाइन समर्थन प्रणाली को अनुकूलित करें

थर्मल विरूपण तनाव को दूर करने और कठोर बाधा से बचने के लिए विस्तार जोड़ों और स्लाइडिंग सपोर्ट को सुसज्जित करें।

③ दोष स्रोतों को खत्म करने के लिए वेल्ड और पाइप सतहों को पॉलिश करें

तनाव एकाग्रता आरंभ बिंदुओं को खत्म करने के लिए तेज कोनों, गड़गड़ाहट और खरोंच को पीसें।

④ समान ताप इनपुट के लिए हीटिंग लेआउट को अनुकूलित करें

तापीय तनाव के आयाम को कम करने के लिए स्थानीय अति ताप और संकीर्ण तापमान प्रवणता से बचें।

⑤ बार-बार तापमान बदलने वाली कामकाजी परिस्थितियों के लिए बारीक -दानेदार टाइटेनियम सामग्री का चयन करें

सामग्री ग्रेड अनुकूलन के माध्यम से बेस मेटल के अंतर्निहित विरोधी थकान प्रदर्शन में सुधार करें।

5. रोकथाम प्रभाव तुलना तालिका

表格

निष्कर्ष

टाइटेनियम हीटिंग ट्यूबों की थर्मल थकान दरारें बार-बार तापमान में वृद्धि और गिरावट के कारण चक्रीय वैकल्पिक थर्मल तनाव से उत्पन्न होती हैं, जिससे थकान दरार न्यूक्लियेशन और प्रवेश विस्तार प्रेरित होता है। मुख्य रोकथाम के विचार तापमान उत्परिवर्तन आयाम को कम करना, थर्मल विस्तार क्षतिपूर्ति स्थान को आरक्षित करना, सतह तनाव एकाग्रता दोषों को खत्म करना और सामग्री विरोधी थकान प्रदर्शन में सुधार करना है। सख्त प्रक्रिया संचालन और पाइपलाइन संरचनात्मक अनुकूलन टाइटेनियम हीटिंग ट्यूबों की दीर्घकालिक थर्मल चक्रीय थकान के परिणामस्वरूप अचानक रिसाव दुर्घटनाओं को प्रभावी ढंग से रोक सकता है।