Torrbrännskademekanism för 316 värmerör i rostfritt stål och elektroniskt förreglingsskydd

Torrbränning avser arbetstillståndet där värmeröret slås på för uppvärmning utan att vara helt nedsänkt i flytande medium. Det är det vanligaste onormala arbetstillståndet som leder till snabb skrotning av rostfria värmeelement. Under ingen vätskeavledning stiger yttemperaturen på rörväggen kraftigt, vilket förstör den passiva antikorrosionsfilmen, förvärrar materialets termiska utmattning, accelererar svetssensibilisering och orsakar intern värmetrådssäkring. Detta dokument analyserar skademekanismen och systematiskt skyddsdesignschema.

1. Flerdimensionell skademekanism orsakad av torrbränning

(1) Snabbt fel på passiv kromfilm på ytan

Den naturliga Cr₂O₃ passiva filmen av 316 rostfritt stål bibehåller stabilitet inom ett rimligt driftstemperaturintervall. Torrbränning gör att den lokala yttemperaturen överstiger 500 grader direkt, oxidfilmen oxideras, spricker och till och med skalas av på stora ytor. När utrustningen väl har återställts till flytande uppvärmning, eroderar kloridjoner direkt den blotta metallmatrisen, och gropkorrosion kommer att inträffa inom en kort driftsperiod.

(2) Svetsningsområde kraftig termisk sensibilisering

Den svets- och värmepåverkade zonen- stannar upprepade gånger i 450~850 graders sensibiliseringstemperaturzon under lång tid under torrbränning. En stor mängd kromkarbid fälls ut längs korngränserna, vilket resulterar i allvarlig korngränsskromutarmning. Värmeröret är utsatt för intergranulär sprödhet och penetrationsläckage under lätt tryck och medelhög korrosion.

(3) Överhettning av intern motståndstråd

Magnesiumoxidfyllningsskiktet inuti värmeröret förlitar sig på det yttre röret för att leda värme utåt. Torrbränning blockerar värmeavledning, och temperaturen på den elektriska värmetråden stiger långt över dess tillåtna gräns. Motståndstråden är oxiderad och blåst, samtidigt är magnesiumpulvret benäget att absorbera fukt och pulver agglomeration, vilket minskar isoleringsförmågan och medför dolda faror för elektriskt läckage.

(4) Termisk spänningsdeformation och sprickinitiering

Det finns en enorm temperaturskillnad mellan den exponerade torrbränningsdelen och den nedsänkta delen. Alternerande termisk spänning ger mikrosprickor på rörväggens yta. I korrosivt medium expanderar sprickor kontinuerligt och utvecklas slutligen till penetrerande sprickor.

2. Vanliga orsaker till -torrbrännolyckor på plats

Vätskenivån sjunker under värmeröret på grund av tankvätskeläckage och medelförbrukning utan automatisk påfyllning;

Felhantering av operatörer startar värmekraftförsörjningen innan vätska matas in i utrustningen;

Fel på vätskenivåsensorn eller frånkoppling av signalledningen leder till felaktig återkoppling av vätskenivån;

Värmeutrustning startas efter lång-avstängning utan att kontrollera vätskesänkningens tillstånd.

3. Graderad design av anti-torr-brännskyddssystem

Primärt skydd: Förreglingskontroll för vätskenivå

Installera sonder för hög och låg vätskenivå inuti tanken. När vätskenivån är lägre än den minsta säkra nedsänkningshöjden, stänger PLC:n automatiskt av värmehuvudkretsen och utlöser ljud- och ljuslarm för att låsa startprogrammet. Uppvärmning kan endast återstartas efter att vätskenivån återgått till standardområdet.

Sekundärt skydd: Förregling av yttemperatursond

Fäst ett temperaturavkännande termoelement på värmerörets yttervägg. Ställ in den övre temperaturtröskeln efter effekttäthet. När temperaturen överskrider den förinställda gränsen orsakad av otillräcklig värmeavledning, stängs systemet av omedelbart för att undvika långvariga skador vid hög-temperatur.

Tertiärt skydd: Timing av kumulativ kraft-på skydd

Konfigurera arbetstidsmodulen för att tvinga fram periodisk avstängning och inspektionsuppmaning för lång- oavbruten uppvärmning, förhindra onormal obevakad torrbränning orsakad av dubbla fel på vätskenivå- och temperatursensorer.

Manuell hanteringsspecifikation

Formulera proceduren för uppstartskontroll: bekräfta vätskenivån, kretsen och sensorns status innan kraftöverföringen; lägg till underhållsinspektion för att regelbundet kalibrera komponenter för vätskenivå och temperaturdetektering.

4. Standard för efter-torr-brinnande behandling för värmerör

När väl uppenbar torrbränning inträffar ska värmeröret inte tas i drift direkt. Det måste inspekteras enligt följande:

Testa isolationsmotståndet för att eliminera risken för inre isoleringsnedbrytning;

Utför penetrationsinspektion för att kontrollera om det finns mikrosprickor på ytan;

Återför integrerad passivering för att reparera skadad passiv ytfilm. Om rörväggen är kraftigt missfärgad eller isoleringen är okvalificerad måste värmeröret skrotas och bytas ut.

表格

Slutsats

Torrbrännskador är oåterkalleliga för 316 värmerör. Att etablera elektriskt skydd med dubbla förreglingar kombinerat med standardiserad drifthantering kan eliminera över 95 % av torrbränningsfel, effektivt förlänga livslängden för värmeutrustning och undvika utrustningsskador och säkerhetsolyckor orsakade av onormal temperaturhöjning.