Τέσσερις βασικοί τρόποι αστοχίας σωλήνων θέρμανσης θερμικού λαδιού και στοχευμένων λύσεων
Η πρόωρη αστοχία των σωλήνων θέρμανσης λαδιού δεν είναι ένα μεμονωμένο τυχαίο σφάλμα, αλλά ένα συστηματικό πρόβλημα που προκαλείται από την υπέρθεση υψηλής θερμοκρασίας, τα χαρακτηριστικά λαδιού και τη θερμική καταπόνηση. Κάθε τρόπος αστοχίας αντιστοιχεί σε συγκεκριμένα χαρακτηριστικά συνθηκών εργασίας και ελαττώματα υλικού. Η αποσαφήνιση των αιτιών και των εκδηλώσεων της διακοκκώδους διάβρωσης, της εναπόθεσης οπτάνθρακα άνθρακα, της θερμικής κόπωσης και του ξεφλουδίσματος από την οξείδωση είναι η προϋπόθεση της στοχευμένης βελτιστοποίησης. Οι αντίστοιχες λύσεις αντιστοίχισης υλικού και ρύθμισης παραμέτρων μπορούν να καταστείλουν πλήρως τους κινδύνους αστοχίας και ο έλεγχος θερμοκρασίας κλειστού-βρόχου θερμοστοιχείου εξαλείφει περαιτέρω τους κρυφούς λειτουργικούς κινδύνους.
Η διακοκκώδης διάβρωση είναι ο κύριος τρόπος αστοχίας των σωλήνων θέρμανσης θερμικού πετρελαίου μεσαίας θερμοκρασίας-, που είναι επίσης το πρόβλημα που παραβλέπεται περισσότερο στην επιλογή συμβατικών υλικών. Υπό μακροπρόθεσμη-λειτουργία σε υψηλή-θερμοκρασία, τα συνηθισμένα υλικά από ανοξείδωτο χάλυβα καθιζάνουν ελεύθερα καρβίδια στα όρια των μεταλλικών κόκκων. Αυτά τα καρβίδια καταστρέφουν την ομοιομορφία του στρώματος παθητικοποίησης του υλικού, σχηματίζοντας ευαίσθητες περιοχές στη διάβρωση-. Οι οξειδωμένες όξινες ουσίες στο θερμικό λάδι διαβρώνουν συνεχώς τα όρια των κόκκων, διευρύνοντας σταδιακά τα μικρο-κενά διάβρωσης σε διεισδυτικές ρωγμές και τρύπες. Αυτή η αστοχία εξελίσσεται αργά αλλά καταστροφικά, οδηγώντας σε διαρροή σωλήνα και διακοπή λειτουργίας του συστήματος. Η πιο αποτελεσματική λύση είναι η υιοθέτηση ανοξείδωτου χάλυβα{10}}τροποποιημένου με τιτάνιο{10}}για την αναστολή της καθίζησης καρβιδίου και τον αποκλεισμό των διακοκκωδών καναλιών διάβρωσης.
Η αστοχία οπτανθρακοποίησης και εναπόθεσης άνθρακα προκαλείται από τοπική υπερθέρμανση και κακή ρευστότητα λαδιού. Όταν το επιφανειακό φορτίο του σωλήνα θέρμανσης είναι πολύ υψηλό ή η ροή λαδιού σχηματίζει στατικές νεκρές ζώνες, η τοπική θερμοκρασία υπερβαίνει το όριο αποσύνθεσης λαδιού, οδηγώντας σε ενανθράκωση και οπτανθρακοποίηση του θερμικού λαδιού. Το σχηματισμένο στρώμα άνθρακα προσφύεται σφιχτά στην επιφάνεια του σωλήνα, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα απαγωγής θερμότητας και σχηματίζοντας έναν φαύλο κύκλο υψηλότερης θερμοκρασίας και πιο σοβαρού οπτάνθρακα. Η μακροχρόνια-κοκοποίηση θα προκαλέσει τοπική υπερθέρμανση του τοιχώματος του σωλήνα. Ο έλεγχος του επιφανειακού φορτίου εντός 6W/cm² και η διατήρηση της συνεχούς ροής λαδιού μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την οπτανθρακοποίηση νεκρής ζώνης και η παρακολούθηση της θερμοκρασίας σε πραγματικό χρόνο του θερμοστοιχείου μπορεί να προειδοποιήσει έγκαιρα για τοπικές τάσεις υπερθέρμανσης.
Η αστοχία θερμικής κόπωσης οφείλεται στη συχνή εκκίνηση και διακοπή λειτουργίας των συστημάτων θέρμανσης. Κάθε κύκλος αύξησης και πτώσης της θερμοκρασίας θα προκαλέσει θερμική τάση διαστολής και συστολής στον σωλήνα θέρμανσης. Η επαναλαμβανόμενη εναλλασσόμενη τάση θα προκαλέσει ζημιά κόπωσης στη δομή του υλικού, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση του σωλήνα, το εξόγκωμα και το ράγισμα μετά από μακροχρόνια-συσσώρευση. Αυτή η αποτυχία είναι εμφανής στον εξοπλισμό διακοπτόμενης παραγωγής. Υλικά με εξαιρετική αντοχή στη θερμική κόπωση, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας 321, μπορούν να ρυθμίσουν τις αλλαγές θερμικής καταπόνησης και ο σταθερός έλεγχος θερμοκρασίας από το θερμοστοιχείο μειώνει τις συχνές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τις επιπτώσεις του στρες.
Η αποτυχία απολέπισης με οξείδωση σε υψηλή-θερμοκρασία εμφανίζεται κυρίως σε συστήματα θερμικών λαδιών υψηλής θερμοκρασίας άνω των 550 βαθμών. Η μακροχρόνια-λειτουργία σε εξαιρετικά-υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει την αντίδραση οξείδωσης της επιφάνειας του τοιχώματος του σωλήνα, σχηματίζοντας χαλαρά στρώματα οξειδίου. Το στρώμα οξειδίου αποκολλάται υπό την επίδραση της ροής λαδιού και της θερμικής καταπόνησης, με αποτέλεσμα τη συνεχή λέπτυνση του τοιχώματος του σωλήνα και την τελική εξάντληση. Ο ανοξείδωτος ανοξείδωτος χάλυβας 310S και το κράμα Incoloy 800 με{8}}ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να σχηματίσουν πυκνές αντιοξειδωτικές μεμβράνες για να αντιστέκονται στο ξεφλούδισμα της οξείδωσης σε υψηλές{12}}θερμοκρασίες.
Όλοι οι τρόποι αστοχίας των σωλήνων θέρμανσης θερμικού λαδιού έχουν στοχευμένες διαδρομές επίλυσης, συμπεριλαμβανομένης της βελτιστοποίησης υλικού, του περιορισμού των παραμέτρων και της αναβάθμισης ελέγχου θερμοκρασίας. Η βελτίωση ενός υλικού δεν μπορεί να εξαλείψει όλους τους κινδύνους και απαιτείται συστηματική αντιστοίχιση πολλαπλών μέτρων βελτιστοποίησης. Τα επαγγελματικά προσαρμοσμένα προγράμματα πρόληψης αστοχιών σε συνδυασμό με τον έξυπνο έλεγχο θερμοκρασίας θερμοστοιχείου μπορούν να μεγιστοποιήσουν τη διάρκεια ζωής των σωλήνων θέρμανσης θερμικού λαδιού και να μειώσουν τη συχνότητα συντήρησης του εξοπλισμού.
