Il fallimento da distacco da ritiro per scorrimento viscoso a lungo termine si riferisce al fatto che il rivestimento in PFA è sottoposto a pressione media interna persistente, tensione assiale e alternanza ciclica di temperatura durante il servizio a lungo termine. La catena molecolare del fluoropolimero scivola e si riorganizza continuamente, producendo uno scorrimento da contrazione lento e irreversibile lungo le direzioni assiale e radiale. Nel complesso il rivestimento si accorcia in lunghezza e si restringe in diametro, separandosi gradualmente dalla parete interna del tubo di base in acciaio. Il rivestimento si allontana dalle radici della flangiatura della flangia, formando spazi anulari che consentono al mezzo corrosivo di penetrare nell'interstrato, innescando bolle, rigonfiamenti e desquamazione di ampie- aree. Il rivestimento gravemente ridotto si raggrinzisce e si accumula all'interno dei tubi diritti, restringendo i canali di flusso e causando ostruzione del flusso e aumento della pressione. Si tratta di un guasto di deformazione dovuto all'invecchiamento-dipendente dal tempo, evidente nelle pipeline che funzionano ininterrottamente per più anni.
1. Meccanismo di ritiro e di separazione dell'interfaccia
Il PFA ha evidenti caratteristiche di scorrimento viscoelastico sotto carico e temperatura costanti. Sotto una pressione interna sostenuta, il rivestimento sopporta la forza di espansione radiale; in caso di riscaldamento e raffreddamento ripetuti, lo stress termico si sovrappone a ulteriori sollecitazioni di trazione. Nel corso di lunghi cicli di servizio, le catene molecolari del polimero non possono rimbalzare dopo lo spostamento, portando ad una contrazione assiale permanente e ad un restringimento radiale del corpo del rivestimento. L'interfaccia di incollaggio sinterizzata originale non può frenare il cambiamento dimensionale complessivo, quindi il rivestimento si stacca dalla parete del tubo d'acciaio dal centro verso entrambe le estremità. Una volta che il rivestimento si restringe e si ritira dalla flangiatura della flangia, la struttura di tenuta cede direttamente e il mezzo invade l'interstrato per accelerare lo sgommamento. A differenza del danno da scorrimento locale solo in corrispondenza delle superfici di tenuta della flangia, questo cedimento comporta un restringimento dimensionale complessivo dell'intero rivestimento della sezione del tubo.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da ritiro strisciante
Tubi lunghi rettilinei a sezione singola-senza strutture di ancoraggio intermedie;
Sezioni di tubazioni con frequente alternanza di freddo e caldo ed evidente intervallo di fluttuazioni della temperatura;
Segmenti di tubi che operano sotto una pressione positiva stabile per anni senza riduzione dello stress da arresto;
La flangia termina dove il rivestimento si ritrae verso l'interno per rompere la struttura di tenuta della flangia originale;
Sezioni di rivestimento di pareti sottili-con vincolo strutturale più debole e tasso di ritiro da scorrimento più rapido.
3. Fattori chiave che inducono l'accelerazione del cedimento da ritiro
Nessun punto di ancoraggio e di fissaggio limitato previsto in fase di prefabbricazione del rivestimento per limitare lo spostamento assiale;
La progettazione della tubazione adotta sezioni di tubo singolo troppo lunghe, prive di vincoli segmentati per limitare il restringimento complessivo;
Funzionamento continuo ininterrotto a lungo termine- senza arresti periodici e riduzione dello stress da raffreddamento;
La temperatura operativa e la pressione interna sono vicine al limite superiore del materiale, amplificando notevolmente la tendenza al creep;
La forza di adesione iniziale tra il rivestimento e il tubo di base non è sufficiente per resistere alla forza di trazione del ritiro cumulativo.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Adottare un punto di ancoraggio o una struttura limitante incorporata a spirale durante la sinterizzazione e la formatura del rivestimento
Bloccare il rivestimento in più punti per limitare sostanzialmente lo spostamento del ritiro assiale.
② Dividi tubazioni diritte ultra-lunghe in più sezioni corte con posizionamento della flangia segmentata
Evitare una lunghezza eccessiva che porti alla sovrapposizione della deformazione da ritiro totale.
③ Organizzare procedure periodiche di arresto e manutenzione del raffreddamento per linee di produzione a ciclo lungo-
Rilascia lo stress interno accumulato del rivestimento per rallentare lo scorrimento della catena molecolare.
④ Controllare rigorosamente la temperatura e la pressione di esercizio al di sotto della soglia di scorrimento consentito a lungo termine del PFA
Ridurre la forza motrice per la deformazione dimensionale irreversibile.
⑤ Eseguire un'ispezione endoscopica periodica della posizione finale del rivestimento e dello stato della parete interna
Rilevare in anticipo la retrazione verso l'interno del rivestimento sulle flange e sostituire i raccordi dei tubi guasti.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di prefabbricazione e funzionamento | Rischio di distacco da ritiro strisciante | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Rivestimento lungo integrato non-ancorato + funzionamento continuo ad alto-carico + nessuna manutenzione periodica | Il restringimento generale del rivestimento e il cedimento della sigillatura della flangia si verificano dopo un funzionamento a lungo termine- | Sostituirlo con un rivestimento limitato ancorato e segmentare il layout della tubazione |
| Rivestimento di ancoraggio multi-punto + layout di tubazione segmentata + interruzione regolare dello stress | Limita efficacemente il ritiro dimensionale complessivo e il distacco dell'interfaccia | Specifiche di prefabbricazione standard per condotte di riscaldamento rivestite in PFA a servizio continuo a lunga-distanza |
| Materiale PFA modificato anti-creep + monitoraggio dei parametri operativi dell'intero-processo + ispezione dimensionale annuale | Pericolo nascosto di distacco estremamente basso del rivestimento e perdite di infiltrazione dello strato intermedio | Schema preferito per progetti di reti di tubazioni di riscaldamento anticorrosione a lungo-ciclo ininterrotto-dell'industria chimica |
Conclusione
Il cedimento generale del distacco da ritiro dovuto al creep del rivestimento in PFA è causato da- cicli di carico e temperatura a lungo termine che inducono uno slittamento irreversibile della catena molecolare, con conseguente contrazione dimensionale del rivestimento e separazione dal substrato di acciaio. I principali metodi di prevenzione includono l'aggiunta di strutture limite di ancoraggio durante la produzione, l'ottimizzazione del layout di segmentazione della pipeline, l'organizzazione di arresti regolari per alleviare lo stress, la limitazione dei parametri di carico operativo e l'esecuzione di ispezioni di routine dello stato interno. La gestione a ciclo chiuso dell'intero-processo- dell'elaborazione personalizzata del rivestimento, la progettazione del layout della tubazione e la manutenzione operativa quotidiana possono eliminare i guasti alla sigillatura della flangia e gli incidenti di blocco della tubazione causati dal restringimento da scorrimento dei tubi di riscaldamento rivestiti in PFA.
