Awaria spowodowana pęknięciem uderzenia wodnego odnosi się do chwilowych skoków ciśnienia spowodowanych nagłym zamknięciem zaworu, awaryjnym wyłączeniem pompy lub gwałtownym odcięciem-przepływu w rurociągu transportowym. Ostra fala ciśnienia uderza z dużą prędkością w wewnętrzną wyściółkę PFA, tworząc natychmiastowe skoncentrowane naprężenie, które powoduje pękanie lub rozrywanie wyściółki z fluoroplastyku. Medium korozyjne wnika w szczelinę pęknięcia i oddziela wykładzinę od podłoża stalowego, ostatecznie powodując fragmentację wykładziny i nieszczelność penetracji rury podstawowej. Ta awaria to typowe uszkodzenie spowodowane natychmiastowym uderzeniem wywołane przejściowym wstrząsem hydraulicznym, występujące głównie na rurociągach wylotowych pomp, przednich odcinkach-szybko zamykających się zaworów i odgałęzieniach rurociągów podatnych na nagłe odcięcie przepływu.
1. Mechanizm niszczenia uderzenia młota wodnego
Kiedy przepływ płynu w rurociągu pod ciśnieniem zostaje nagle zablokowany, energia kinetyczna medium jest natychmiast przekształcana w bardzo-bardzo wysokie ciśnienie przejściowe, tworząc falę ciśnienia uderzenia wodnego rozchodzącą się wzdłuż wnęki rury. Wykładzina PFA może wytrzymać-stałe ciśnienie projektowe przez długi czas, jednak jej chwilowa nośność-udarowa jest znacznie niższa niż w przypadku stalowej rury bazowej. Fala ciśnienia uderza w okładzinę ścianki rury w sposób impulsowy, wytwarzając naprężenia rozciągające i ścinające znacznie przekraczające granicę zmęczenia materiału. Mikropęknięcia pojawiają się najpierw w punktach koncentracji naprężeń, a następnie pod wpływem powtarzających się fal uderzeniowych rozszerzają się, przekształcając się w penetrujące pęknięcia. Pęknięta wykładzina traci integralność strukturalną, a ciecz procesowa przedostaje się do powierzchni łączącej, rozrywając wykładzinę na kawałki. W przeciwieństwie do odkształcenia pełzającego spowodowanego-długotrwałym ciśnieniem statycznym, uszkodzenie to jest spowodowane krótkotrwałym-bardzo-wysokim obciążeniem impulsowym, a nie powolnym odkształceniem materiału.
2. Typowe pozycje podatne na uszkodzenia uderzeniowe
Proste odcinki rur bezpośrednio za wylotami pomp, gdzie skoki ciśnienia są najbardziej skoncentrowane;
Przednie odcinki rurociągów z elektrozaworami i szybko odcinającymi-zaworami kulowymi;
Ślepe zaułki rurociągów i zamknięte, ślepe rury, w których odbijają się i nakładają fale ciśnienia;
Części kolankowe i trójnikowe, w których zmienia się kierunek przepływu i kumuluje się siła uderzenia;
Poziome najniższe punkty rurociągu, w których na energię uderzenia wodnego nakłada się grawitacja.
3. Czynniki wywołujące rdzeń przyspieszające awarię udarową
Nagłe całkowite zamknięcie zaworów i natychmiastowe odcięcie zasilania pomp bez procedur stopniowego rozładunku;
Brak elementów upustowych bufora, takich jak komory powietrzne i tłumiki przepięć na rurociągu;
Nadmierna prędkość przepływu medium prowadząca do większej energii kinetycznej i silniejszego efektu uderzenia wodnego podczas przerwania przepływu;
Cienka grubość okładziny z niewystarczającym marginesem bufora przed przejściowym wpływem ciśnienia;
Częste wyłączanie awaryjne i przypadkowe odcięcia powodujące okresowe powtarzające się obciążenia udarowe.
4. Pełne-środki techniczne zapobiegania i kontroli połączeń
① Zamontować dedykowane zabezpieczenia przed uderzeniami wodnymi i zbiorniki buforowe powietrza na wylocie pompy i przednich końcach zaworu
Absorbuj chwilowe szczyty ciśnienia, aby zasadniczo osłabić intensywność fali uderzeniowej.
② Sformułuj procedury stopniowanej regulacji zaworów i łagodnego zatrzymywania pompy
Zabrania się jednego-pełnego otwarcia lub pełnego zamknięcia w celu powolnej zmiany natężenia przepływu.
③ Zoptymalizuj projekt procesu, aby ograniczyć natężenie przepływu w rurociągu w zalecanym zakresie-wstrząsów
Zmniejsz początkową energię kinetyczną medium transportowego.
④ Odpowiednio zwiększ grubość wykładziny w-odcinkach rurociągu podatnych na wstrząsy
Poprawić odporność podszewki na przejściowe uderzenia ciśnienia.
⑤ Skonfiguruj system monitorowania-ciśnienia w czasie rzeczywistym i system zabezpieczający przed nadmiernym ciśnieniem
Automatycznie dostosuj warunki pracy w przypadku wystąpienia nieprawidłowego wzrostu ciśnienia.
5. Tabela porównawcza skutków zapobiegania
表格
| Tryb rurociągu i działania | Ryzyko pęknięcia młota wodnego | Sugestia zastosowania |
|---|---|---|
| Brak wyposażenia buforowego + bezpośrednie wyłączenie awaryjne + bardzo-wysokie natężenie przepływu | Pękanie i rozdzieranie wykładziny po niewielkiej liczbie-operacji odcięcia | Dodaj urządzenia tłumiące przepięcia i zweryfikuj-przepisy operacyjne na miejscu |
| Wyposażony w bufor nadmiarowy ciśnienia + znormalizowane działanie powolnego przełącznika + ograniczenie przepływu | Skutecznie eliminują przejściowe wstrząsy ciśnieniowe i ryzyko pęknięcia okładziny | Standardowa specyfikacja układu rurociągów procesowych-nośnych ciśnieniowych wyłożonych PFA |
| Wielostopniowa-struktura amortyzująca + automatyczna ochrona blokująca + regularne wykrywanie nacisku | Niezwykle niskie obrażenia impulsowe, ukryte niebezpieczeństwo | Preferowany schemat automatycznego sterowania i przerywanego-odcinania systemów rurociągów grzewczych |
Wniosek
Uszkodzenie spowodowane uderzeniem wodnym w wykładzinie PFA wynika z przejściowego nadciśnienia generowanego przez nagłe przerwanie przepływu, które powoduje pulsacyjne obciążenie udarowe, które powoduje uszkodzenie struktury wykładziny. Podstawowe podejścia do zapobiegania obejmują dodanie urządzeń buforujących ciśnienie w rurociągu, standaryzację działania w celu uniknięcia nagłego odcięcia przepływu, ograniczanie prędkości przepływu medium, wzmocnienie konstrukcji konstrukcyjnej wykładziny i skonfigurowanie monitorowania blokad nadciśnieniowych. Zarządzanie całym-procesem konfiguracji akcesoriów rurociągu,-normami działania na miejscu i monitorowaniem parametrów online pozwala uniknąć pęknięć wykładziny i późniejszych wypadków związanych z korozją podłoża i wyciekami spowodowanymi efektem uderzenia wodnego w rurach grzejnych wyłożonych PFA.
