La falla por colapso por presión negativa se refiere a la formación de presión negativa dentro de la tubería durante la parada de emergencia de la bomba, el drenaje rápido del líquido, la contracción del volumen de enfriamiento medio y la operación de vaciado inadecuada. La presión atmosférica externa es mucho mayor que la presión interna, y el revestimiento de PFA, que solo depende de la fuerza de unión sinterizada, se comprime hacia adentro y se hunde integral o localmente. El revestimiento se separa del tubo base de acero y se pega a la pared interior opuesta, estrechando directamente o bloqueando completamente el paso del flujo de la tubería. Incluso si la presión se recupera más tarde, el revestimiento deformado no puede recuperar su forma original, lo que resulta en una reducción permanente del flujo y un aumento de la presión. En casos graves, el revestimiento se rasga y fragmenta bajo el lavado forzado del medio, lo que provoca el bloqueo del instrumento y de la válvula aguas abajo, mientras que el medio corrosivo invade la capa intermedia para provocar la corrosión de la tubería base. Esta falla ocurre con frecuencia en tuberías propensas a drenaje por sifón y pérdida repentina de presión.
1. Mecanismo de extrusión por diferencia de presión y deformación permanente
La tubería exterior de acero puede soportar la presión atmosférica externa, pero el revestimiento de PFA en sí no tiene rigidez estructural y solo depende de la presión positiva interna del medio para adherirse a la pared de la tubería. Cuando la presión interna cae por debajo de la presión atmosférica, se forma una enorme diferencia de presión externa. Si la fuerza de unión entre el revestimiento y la tubería de acero no puede resistir la carga de presión externa, el revestimiento se desprenderá y se hundirá hacia adentro. El PFA tiene características obvias de deformación plástica bajo presión -a largo plazo; Después del colapso y la hendidura, incluso si se restablece la presión interna, el material no puede recuperar su estado inicial, lo que forma un bloqueo irreversible de la tubería. A diferencia del agrietamiento por tensión térmica causado por un desajuste de temperatura, este daño se debe puramente a la diferencia de presión interna y externa.
2. Posiciones típicas propensas a sufrir daños por colapso por presión negativa
Secciones de tubería de punto alto- propensas al vaciado de líquido y acumulación de gas después del cierre de la bomba;
Tubos rectos horizontales largos donde el revestimiento es fácil de desprender en áreas grandes bajo diferencia de presión;
Codos y ramales en T con tensiones desiguales que conducen a un colapso local preferencial;
Los segmentos de tubería por debajo del nivel del líquido forman un efecto sifón durante el vaciado y drenaje;
Revestimiento fino y secciones de tubería ligeramente adheridas con débil capacidad de carga anti-colapso.
3. Factores centrales que inducen el fracaso del colapso
No se ha instalado ninguna válvula rompedora de vacío en los puntos altos de la tubería para eliminar la presión negativa a tiempo cuando el equipo se detiene;
Vaciado directo del fondo sin abrir los puertos de entrada de aire, formando una fuerte presión negativa del sifón dentro de la tubería;
El revestimiento adopta un proceso de unión local de baja-resistencia sin una estructura de anclaje anti-colapso;
El grupo de bombas del sistema carece de una lógica de apagado lento, lo que genera una formación instantánea de vacío dentro de la tubería;
Tuberías de larga-distancia sin puertos de equilibrio de presión, incapaces de complementar el aire para compensar la caída de presión.
4. Medidas técnicas completas-de prevención y control de enlaces
① Equipar interruptores de vacío automáticos y válvulas de equilibrio atmosférico en todos los puntos altos de la tubería.
Introduzca aire oportunamente para eliminar la diferencia de presión una vez que se genere presión negativa.
② Estandarizar la operación de vaciado de tuberías: abrir los puertos de ventilación primero antes del drenaje del fondo
Evite fundamentalmente que se forme vacío de sifón dentro de la tubería.
③ Adopte una estructura de fijación de remaches de anclaje durante la sinterización del revestimiento para tuberías revestidas de larga-distancia
Bloquee el revestimiento del tubo base para resistir la extrusión y separación de la presión externa.
④ Optimice el programa de control de bombas para adoptar una parada lenta por conversión de frecuencia en lugar de un apagado repentino-
Evite el reflujo instantáneo de líquido y la generación de vacío.
⑤ Realice periódicamente inspecciones de mantenimiento de la presión y observaciones endoscópicas para detectar secciones de tubería que colapsen fácilmente-
Descubra el desprendimiento temprano del revestimiento y la depresión antes del bloqueo completo.
5. Tabla comparativa del efecto de la prevención
表格
| Configuración de tubería y modo de operación | Riesgo de colapso por presión negativa | Sugerencia de aplicación |
|---|---|---|
| Sin dispositivo de ruptura de vacío + vaciado directo por sifón + revestimiento sin anclajes | Se produce un colapso-del revestimiento interior de una gran área y un bloqueo de la tubería después de una única operación de drenaje. | Agregar válvulas de equilibrio de presión y modernizar la estructura de revestimiento fijo de anclaje |
| Protección de equilibrio de aire de punto alto-+ secuencia de drenaje estandarizada + revestimiento límite de anclaje | Elimine eficazmente la carga por diferencia de presión y evite la deformación por desprendimiento del revestimiento. | Especificación de diseño estándar para tuberías de calefacción revestidas de PFA con condiciones de trabajo de vaciado y parada |
| Monitoreo en tiempo real{0}}de presión distribuida + alivio automático de presión negativa + inspección interna periódica | Peligro oculto de fuga de desgarro y bloqueo permanente extremadamente bajo | Esquema preferido para proyectos de redes de tuberías de calefacción anticorrosión-de larga distancia-anticorrosión- en la industria química para la alimentación y el vaciado de lotes en la industria química. |
Conclusión
La falla por colapso por presión negativa del revestimiento de PFA es causada por una diferencia de presión de vacío interna que presiona el revestimiento para que se desprenda de la tubería de acero y produce una deformación interna irreversible, lo que resulta en un bloqueo del flujo de la tubería. Las medidas de prevención principales incluyen la instalación de válvulas de ruptura de vacío para equilibrar la presión, la regulación del drenaje y los procedimientos operativos de apagado, la adición de estructuras de fijación de anclaje para mejorar la restricción de unión del revestimiento, la optimización del control de apagado de la bomba y la realización de inspecciones internas periódicas. La gestión del proceso completo-en circuito cerrado- de la configuración de los accesorios de la tubería, las normas del proceso de operación y el diseño de prefabricación del revestimiento pueden eliminar la obstrucción del flujo del sistema y los accidentes por fugas medias causados por la deformación por colapso por presión negativa de los tubos de calefacción revestidos de PFA.
