チタン製加熱管のフレッチング摩耗と接点の孔食による穴の故障のメカニズムと完全なプロセス防止制御スキーム-

フレッティング摩耗貫通破壊とは、パイプラインの振動、中圧脈動、熱膨張変位のもとで、チタンパイプ本体とパイプクランプ、固定サポート、吊り下げブラケットの間で生じる小さな相対往復滑りを指します。接触面は微小振幅運動で繰り返し押し出され、こすられます。-。緻密な二酸化チタン不動態皮膜は傷つき、剥がれ続けます。新しい金属マトリックスが露出すると、すぐに酸化されて硬い研磨性の酸化物の破片が形成されます。これらの粒子は研磨切削を悪化させ、徐々に接触位置に凹状のピッチングピットを形成します。パイプ肉厚方向に沿って摩耗が深まると、最終的に穴からの漏れが現れます。-この障害は主に、長距離の架空チタン加熱パイプラインの固定支持位置で発生します。{8}

1. 不動態皮膜破壊と周期摩耗メカニズム

チタンは表面の緻密な酸化膜に依存して耐食性能を実現していますが、酸化膜は薄くてもろいものです。{0} 2 つの固定された接触面の間で微小な滑りが発生すると、摩擦せん断力によって不動態層が小さな領域で引き裂かれます。新たに露出したチタンは酸素と急速に反応して酸化チタン摩耗粒子を生成します。硬質粒子が嵌合面の間に挟み込まれ、単純な摩擦が 3 つのボディの摩耗に変わります。-孔食損傷は、長期の振動サイクルによってさらに深く拡大し続けます。-広い範囲の流れでの精練摩耗とは異なり、フレッチング摩耗は狭い接触線または点にのみ集中し、均一な材料損失ではなく局所的なピット型の薄化が特徴です。-

2. フレッティング損傷が起こりやすい典型的な位置

パイプラインの外壁と剛性パイプクランプ、フープファスナー、固定サポートとの間の接触位置。

複数のセクションを組み合わせたブラケットとチタンパイプの外皮の重ね接合面。-

熱変形によりわずかに変位するフランジのバッキング リングとボルトの押圧領域。

頭上の長い直管で、ポンプの頻繁な起動と停止中に明らかな振動が発生します。

埋め戻し土の圧縮により局所的な圧迫と微小な変位が発生する埋設パイプラインセクション。

3. フレッチング破壊を加速するコア誘発要因

緩衝絶縁層なしで、金属サポートとチタンパイプが直接剛体接触します。

パイプライン固定モードは、熱膨張に対する予備の変位許容を持たない完全に固定されたロック制約を採用しています。

ポンプ出口には減衰対策が欠如しており、システムの圧力変動によりパイプラインの継続的な共振振動が引き起こされます。

ブラケットの取り付けが密すぎるため、複数の固定拘束点が形成され、局所的な押し出し応力が増幅されます。

外部の風荷重と機器の動作振動により、支持点で長期にわたる小さな相対滑りが引き起こされます。{0}}

4. フルリンクの防止と制御の技術的対策-

① チタンパイプとすべての金属サポートの間に非金属製の減衰絶縁ガスケットを追加します-

フレッチング摩擦状態を排除するために、剛性接触を根本的に分離します。

②完全固定ロック機構ではなく、スライドサポートとスプリングダンピングブラケット構造を採用

強制的な微小滑りを避けるために、熱膨張に備えて変位スペースを確保してください。

③ポンプ入口、出口にパルセーションダンパー、振動低減部品を設置

システム流体励起振動源を抑制し、パイプライン全体の揺れを軽減します。

④ ブラケットのレイアウト間隔を最適化して、単一の支持点への過剰な拘束と応力集中を回避します。{0}

パイプラインの負荷を複数の支持位置に均等に分散します。

⑤ 定期的にキーサポートクランプを取り外し、外壁の穴あき状態を点検し、劣化したガスケットを交換してください。

穿孔漏れが発生する前に、早期の摩耗ピットを修復します。

5. 予防効果比較表

表格

結論

チタン製加熱管のフレッチング摩耗故障は、パイプライン支持接触部の微小往復滑りが原因で発生し、これにより保護不動態皮膜が繰り返し破壊され、研磨粒子が形成され、進行性の孔食浸透につながります。コア防止方法には、直接の剛体接触を避けるための絶縁ガスケットの敷設、熱変形に適応するための可動減衰サポートの使用、システムの振動励起源の排除、サポートのレイアウトの最適化、脆弱な位置の定期的な分解検査の実施などが含まれます。パイプライン サポートの設計、現場での設置工事、定期的な機器メンテナンスの-プロセス全体のクローズド ループ管理-により、チタン製加熱管のフレッチング摩耗によって引き起こされる漏洩事故やパイプラインの故障を防ぐことができます。-