Lỗi xuyên thấu do mài mòn gây phiền toái đề cập đến hiện tượng trượt qua lại tương đối nhỏ xảy ra giữa thân ống titan và kẹp ống, giá đỡ cố định, giá treo dưới sự rung động của đường ống, xung áp suất trung bình và chuyển vị giãn nở nhiệt. Bề mặt tiếp xúc được ép đùn và cọ xát nhiều lần bằng chuyển động có biên độ vi mô. Lớp màng thụ động titan dioxide dày đặc liên tục bị trầy xước và bong tróc. Nền kim loại tươi lộ ra và ngay lập tức bị oxy hóa tạo thành các mảnh vụn oxit cứng có tính mài mòn. Các hạt này làm nặng thêm quá trình mài mòn, dần hình thành các hố rỗ lõm tại các vị trí tiếp xúc. Khi độ mòn ngày càng sâu dọc theo hướng dày của thành ống, rò rỉ qua lỗ-cuối cùng cũng xuất hiện. Lỗi này chủ yếu xảy ra ở các vị trí đỡ cố định của-đường ống dẫn nhiệt titan trên cao ở khoảng cách xa.
1. Cơ chế phá hủy màng thụ động và mài mòn theo chu kỳ
Titan dựa vào màng oxit nhỏ gọn trên bề mặt để đạt được hiệu suất chống{0}}ăn mòn, tuy nhiên lớp oxit mỏng và giòn. Dưới sự trượt vi mô giữa hai bề mặt tiếp xúc được gắn chặt, lực cắt ma sát sẽ xé lớp thụ động ở những khu vực nhỏ. Titan mới tiếp xúc sẽ nhanh chóng phản ứng với oxy để tạo ra các hạt mài mòn oxit titan. Các hạt cứng bị kẹp giữa các bề mặt vừa khít, biến ma sát đơn giản thành mài mòn ba{4}}cơ thể. Thiệt hại rỗ tiếp tục mở rộng theo chiều sâu với-chu kỳ rung động dài hạn. Khác với sự mài mòn do dòng chảy có phạm vi-lớn, sự mài mòn do mài mòn chỉ tập trung vào các đường hoặc điểm tiếp xúc hẹp, có đặc tính làm mỏng kiểu hố- cục bộ thay vì mất đi vật liệu đồng đều.
2. Các vị trí điển hình dễ bị tổn thương
Vị trí tiếp xúc giữa thành ngoài của đường ống với các kẹp ống cứng, vòng đai và các giá đỡ cố định;
Bề mặt khớp nối của giá đỡ kết hợp nhiều phần và lớp vỏ ngoài của ống titan;
Vòng đệm mặt bích và khu vực ép bu lông có độ dịch chuyển nhẹ khi bị biến dạng nhiệt;
Các ống thẳng dài phía trên có độ rung rõ rệt trong quá trình khởi động và tắt máy bơm thường xuyên;
Các đoạn đường ống chôn dưới đất bị nén chặt gây ra sự nén cục bộ và dịch chuyển vi mô.
3. Các yếu tố gây ra cốt lõi đẩy nhanh sự thất bại đáng lo ngại
Tiếp xúc cứng trực tiếp giữa giá đỡ kim loại và ống titan mà không cần bất kỳ lớp cách ly đệm nào;
Chế độ cố định đường ống áp dụng các hạn chế khóa hoàn toàn cứng nhắc mà không có phụ cấp dịch chuyển dành riêng cho sự giãn nở nhiệt;
Đầu ra của máy bơm thiếu các biện pháp giảm chấn và sự dao động áp suất của hệ thống gây ra rung động cộng hưởng đường ống liên tục;
Các giá đỡ được lắp đặt quá dày đặc, tạo thành nhiều điểm hạn chế cố định để khuếch đại ứng suất đùn cục bộ;
Tải trọng gió bên ngoài và rung động khi vận hành thiết bị gây ra sự trượt tương đối nhỏ trong thời gian dài tại các điểm đỡ.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Thêm miếng đệm cách ly giảm chấn phi kim loại giữa ống titan và tất cả các giá đỡ bằng kim loại
Tách biệt phần tiếp xúc cứng nhắc một cách cơ bản để loại bỏ các điều kiện ma sát gây phiền toái.
② Áp dụng cấu trúc khung đỡ trượt và giảm chấn lò xo thay vì lắp đặt khóa cố định hoàn toàn
Dự trữ không gian dịch chuyển để giãn nở nhiệt nhằm tránh hiện tượng trượt vi mô cưỡng bức.
③ Lắp đặt bộ phận giảm xung và giảm rung ở đầu vào và đầu ra của máy bơm
Ngăn chặn nguồn rung kích thích chất lỏng của hệ thống để giảm rung lắc tổng thể của đường ống.
④ Tối ưu hóa khoảng cách bố cục khung để tránh quá-ràng buộc và tập trung căng thẳng vào một điểm hỗ trợ
Phân tán tải trọng đường ống đến nhiều vị trí hỗ trợ một cách đồng đều.
⑤ Thường xuyên tháo các kẹp hỗ trợ chính để kiểm tra tình trạng rỗ trên tường bên ngoài và thay thế các miếng đệm bị lão hóa
Sửa chữa sớm các vết mòn trước khi xảy ra rò rỉ thủng.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ cài đặt và kiểm soát độ rung | Nguy cơ thủng đáng lo ngại | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Tiếp xúc trực tiếp cứng nhắc + khóa cố định hoàn toàn + không giảm rung | Rò rỉ xuyên qua vết rỗ sâu xuất hiện sau-hoạt động rung lâu dài | Thêm đệm cách ly và chuyển đổi các giá đỡ cố định thành loại giảm chấn di động |
| Bảo vệ vùng đệm cách ly + dịch chuyển mở rộng dành riêng + khử rung-mặt trước | Cắt bỏ hiệu quả sự mài mòn màng thụ động và ba{0}}sự mài mòn của hạt cơ thể | Đặc điểm kỹ thuật lắp đặt tiêu chuẩn cho hệ thống hỗ trợ đường ống sưởi ấm bằng titan trên cao |
| Xử lý chống mài mòn làm cứng bề mặt + giám sát độ rung trực tuyến theo thời gian thực{2}} + kiểm tra tháo gỡ thường xuyên | Nguy cơ thủng điểm tiếp xúc cực thấp và rò rỉ trung bình | Sơ đồ ưu tiên cho các dự án mạng lưới đường ống sưởi ấm chống ăn mòn hóa chất-có nhịp dài trên cao-ngoài trời |
Phần kết luận
Sự cố mài mòn của ống gia nhiệt titan bắt nguồn từ sự trượt qua lại vi mô tại các bộ phận tiếp xúc hỗ trợ đường ống, liên tục phá hủy màng thụ động bảo vệ và tạo thành các hạt mài mòn dẫn đến sự thâm nhập rỗ tiến triển. Các phương pháp ngăn ngừa cốt lõi bao gồm đặt các miếng đệm cách ly để tránh tiếp xúc cứng trực tiếp, sử dụng các giá đỡ giảm chấn di động để thích ứng với biến dạng nhiệt, loại bỏ các nguồn kích thích rung của hệ thống, tối ưu hóa bố trí giá đỡ và tiến hành kiểm tra tháo gỡ định kỳ các vị trí dễ bị tổn thương. Quản lý toàn bộ-quy trình khép kín-của thiết kế hỗ trợ đường ống,-xây dựng lắp đặt tại chỗ và bảo trì thiết bị định kỳ có thể ngăn ngừa tai nạn rò rỉ và hỏng hóc đường ống do mài mòn các ống gia nhiệt bằng titan.
