La falla por indentación por impacto externo se refiere a que el cuerpo de la tubería es golpeado, comprimido o colisionado por equipo pesado, herramientas de construcción, caída de artículos diversos y aparejos de elevación de tuberías durante el transporte, la instalación y la revisión en el sitio. Se produce una deformación plástica local por indentación en la pared exterior de 316 tubos calefactores, la pared del tubo se extruye para adelgazarse parcialmente y la sección transversal circular-se distorsiona en una forma irregular. La concentración de tensiones se forma en el borde de la abolladura. Bajo-carga alterna de temperatura y presión interna a largo plazo, se inician pequeñas grietas en la posición de deformación y se expanden a través de la pared de la tubería, lo que provoca una fuga media o una explosión repentina de la tubería. Esta falla pertenece al daño mecánico causado por carga mecánica externa, que ocurre principalmente en tuberías aéreas expuestas, secciones de tuberías cercanas a las áreas de operación de construcción y accesorios de tuberías vulnerables a la fuerza de elevación.
1. Mecanismo de deformación y expansión de grietas
El acero inoxidable 316 tiene cierta ductilidad bajo cargas de impacto externo instantáneo. Cuando la fuerza del impacto excede el límite de soporte elástico del material de la pared de la tubería, aparece una hendidura plástica irreversible en la posición de colisión, la fibra metálica de la pared de la tubería se comprime y se extruye hacia adentro y el espesor de la pared en la parte inferior de la abolladura se reduce significativamente. El área deformada no puede recuperar la estructura circular original, lo que resulta en una distribución desigual de la tensión interna durante el soporte de presión de la tubería y la expansión térmica. El límite de la abolladura se convierte en la fuente de concentración de tensiones. Con repetidas fluctuaciones de temperatura de inicio-parada y el impacto de presión media, las microfisuras de fatiga germinan desde la parte débil adelgazada. Una vez que las grietas penetran el espesor de la pared residual, el medio de proceso se escapa directamente. A diferencia del daño por penetración inducido por la corrosión-, este defecto se origina por deformación plástica mecánica en lugar de por pérdida electroquímica o química de material.
2. Posiciones típicas propensas a sufrir abolladuras por impacto
La parte inferior de las tuberías aéreas es vulnerable a la caída de objetos y a la colisión con andamios;
Los extremos de las tuberías y las secciones de bridas se tensionan directamente durante el proceso de elevación y transporte;
Las secciones de tuberías al lado de los pasajes de revisión de equipos a menudo son chocadas por carros de mano y herramientas de mantenimiento;
Tuberías horizontales fijadas con-abrazaderas demasiado apretadas que causan hendiduras de extrusión a largo plazo-;
Tuberías de serpentín de calefacción de paredes delgadas-con baja rigidez y fácil deformación bajo una ligera fuerza externa.
3. Factores inductores centrales que aceleran el fracaso
No habrá medidas de protección anticolisión en las tuberías durante la entrega en fábrica y el transporte de vehículos;
Modo de amarre de elevación inadecuado con cable de acero en contacto directo con la pared exterior de la tubería sin protección de cojín;
Construcción de equipos e ingeniería civil en el sitio sin protección de aislamiento para tuberías terminadas;
Un par de apriete excesivo de las abrazaderas de soporte de tuberías provoca un adelgazamiento estático de la extrusión a largo plazo;
Operación de revisión no regulada con apilamiento aleatorio de piezas pesadas sobre soportes y cuerpos de tuberías.
4. Medidas técnicas completas-de prevención y control de enlaces
① Envuelva las fundas protectoras de goma y el embalaje exterior de plástico duro antes de la entrega de la tubería en fábrica.
Evite la fricción rígida directa y las colisiones durante el transporte.
② Utilice eslingas suaves y agregue protección con almohadilla durante el levantamiento y posicionamiento.
Prohibir que los cables de acero se unan directamente al cuerpo de la tubería de acero inoxidable.
③ Instalar barandillas de aislamiento y señales de advertencia obvias para las áreas de tuberías terminadas
Divida las zonas de operación de construcción para evitar daños secundarios por colisión.
④ Estandarizar el par de apriete de abrazaderas y soportes para tuberías
Deje un espacio adecuado para eliminar la presión de extrusión persistente en la pared de la tubería.
⑤ Lleve a cabo la medición del espesor de la pared y la inspección de la apariencia antes de la prueba de presión del sistema.
Marque y reemplace de antemano las secciones de tubería muy dentadas y adelgazadas.
5. Tabla comparativa del efecto de la prevención
表格
| Modo de construcción y protección | Riesgo de falla por abolladura por impacto | Sugerencia de aplicación |
|---|---|---|
| Sin protección del embalaje + izado directo con cable de acero + sin aislamiento de la construcción | Antes de la puesta en servicio se producen fácilmente melladuras graves y adelgazamiento de las paredes. | Corte los segmentos de tubería deformados y reemplácelos con tuberías nuevas calificadas. |
| Paquete-anticolisión del proceso completo- + operación de elevación estandarizada + advertencia de aislamiento del sitio | Evite eficazmente la deformación por indentación mecánica de la fuerza externa | Especificación de protección estándar para la construcción y transporte de tuberías de calefacción de acero inoxidable. |
| Herramienta de elevación especial fija + aislamiento de protección de rango completo-+ verificación puntual de espesor regular | Peligro oculto de fuga por deformación mecánica extremadamente baja | Esquema preferido para tuberías de proceso de precisión con tubos de calentamiento de pared delgada- |
Conclusión
La falla por indentación por impacto externo de los tubos calefactores de acero inoxidable 316 es causada por una colisión externa y extrusión que conduce a la deformación plástica y al adelgazamiento local de la pared, lo que induce la penetración de grietas por fatiga bajo una carga de trabajo cíclica. Las ideas centrales de prevención incluyen implementar-protección de ciclo completo durante el transporte y la instalación, estandarizar los métodos de elevación y fijación, aislar las tuberías terminadas de las operaciones de construcción y detectar defectos de deformación ocultos antes de la puesta en servicio del sistema. La gestión-de todo el proceso de embalaje en fábrica, protección de la construcción en campo e inspección de aceptación puede eliminar los accidentes por roturas y fugas de tuberías causados por daños mecánicos externos a los tubos calefactores.
