A falha de colapso por pressão negativa refere-se à formação de pressão negativa dentro da tubulação durante a parada de emergência da bomba, drenagem rápida do líquido, contração do volume de resfriamento médio e operação de esvaziamento inadequada. A pressão atmosférica externa é muito maior que a pressão interna, e o revestimento de PFA, que depende apenas da força de ligação sinterizada, é comprimido para dentro e afundado integralmente ou localmente. O revestimento é separado do tubo base de aço e colado na parede interna oposta, estreitando diretamente ou bloqueando completamente a passagem do fluxo da tubulação. Mesmo que a pressão recupere posteriormente, o revestimento deformado não pode recuperar a forma original, resultando na redução permanente do fluxo e no aumento da pressão. Em casos graves, o revestimento é rasgado e fragmentado sob a lavagem forçada do meio, causando o bloqueio do instrumento e da válvula a jusante, enquanto o meio corrosivo invade a camada intermediária para desencadear a corrosão do tubo de base. Esta falha ocorre frequentemente em tubulações propensas a drenagem por sifão e perda repentina de pressão.
1. Extrusão por diferença de pressão e mecanismo de deformação permanente
O tubo externo de aço pode suportar a pressão atmosférica externa, mas o próprio revestimento PFA não possui rigidez estrutural e depende apenas da pressão média positiva interna para aderir à parede do tubo. Quando a pressão interna cai abaixo da pressão atmosférica, forma-se uma enorme diferença de pressão externa. Se a resistência da ligação entre o revestimento e o tubo de aço não puder resistir à carga de pressão externa, o revestimento se soltará e desmoronará para dentro. O PFA tem características óbvias de deformação plástica sob pressão de compressão de longo prazo; após o colapso e o recuo, mesmo que a pressão interna seja restaurada, o material não pode retornar ao estado inicial, formando um bloqueio irreversível da tubulação. Ao contrário das fissuras por tensão térmica causadas pela incompatibilidade de temperatura, este dano é puramente causado pela diferença de pressão interna e externa.
2. Posições típicas propensas a danos por colapso por pressão negativa
Seções de pipeline-de pontos altos propensas a esvaziamento de líquido e acúmulo de gás após o desligamento da bomba;
Tubos retos horizontais longos onde o revestimento é fácil de descascar em grandes áreas sob diferença de pressão;
Cotovelos e tubos em T com tensões irregulares levando ao colapso local preferencial;
Segmentos de tubulação abaixo do nível do líquido formando efeito sifão durante o esvaziamento e drenagem;
Revestimento fino e seções de tubos levemente coladas com capacidade de suporte anti-colapso fraca.
3. Principais fatores indutores que aceleram a falha do colapso
Nenhuma válvula de quebra de vácuo instalada nos pontos altos da tubulação para eliminar a pressão negativa no momento da parada do equipamento;
Esvaziamento direto do fundo sem abrir as portas de entrada de ar, formando forte pressão negativa do sifão dentro do tubo;
O revestimento adota processo de ligação local de baixa-resistência sem estrutura de ancoragem anti-colapso;
O grupo de bombas do sistema carece de lógica de desligamento lento, levando à formação instantânea de vácuo dentro da tubulação;
Tubulações-de longa distância sem portas de equilíbrio de pressão, incapazes de complementar o ar para compensar a queda de pressão.
4. Medidas técnicas-completas de prevenção e controle de links
① Equipar disjuntores automáticos de vácuo e válvulas de equilíbrio atmosférico em todos os pontos altos da tubulação
Introduza ar em tempo hábil para eliminar a diferença de pressão quando a pressão negativa for gerada.
② Padronize a operação de esvaziamento da tubulação: abra as portas de ventilação primeiro, antes da drenagem inferior
Evite fundamentalmente a formação de vácuo no sifão dentro da tubulação.
③ Adote uma estrutura de fixação de rebites de ancoragem durante a sinterização do revestimento para tubulações revestidas de longa-distância
Trave o revestimento no tubo base para resistir à extrusão e separação por pressão externa.
④ Otimize o programa de controle da bomba para adotar parada lenta de conversão de frequência em vez de desligamento-repentino
Evite o refluxo instantâneo de líquido e a geração de vácuo.
⑤ Realize regularmente inspeção de manutenção de pressão e observação endoscópica para facilitar o-colapso das seções do tubo
Descubra o descolamento e a depressão precoces do revestimento antes do bloqueio completo.
5. Tabela de comparação do efeito de prevenção
表格
| Configuração de pipeline e modo de operação | Risco de colapso de pressão negativa | Sugestão de aplicação |
|---|---|---|
| Sem dispositivo de quebra de vácuo + esvaziamento direto do sifão + revestimento não ancorado | Grandes-áreas que revestem colapso interno e bloqueio de tubulação ocorrem após uma única operação de drenagem | Adicionar válvulas de equilíbrio de pressão e modernizar a estrutura de revestimento fixo de ancoragem |
| Proteção-de equilíbrio de ar em pontos altos + sequência de drenagem padronizada + revestimento de limite de ancoragem | Elimine efetivamente a carga de diferença de pressão e evite a deformação do revestimento | Especificação de projeto padrão para tubulações de aquecimento revestidas com PFA com condições de trabalho de esvaziamento e desligamento |
| Monitoramento de pressão distribuída em-tempo real + alívio automático de pressão negativa + inspeção interna periódica | Bloqueio permanente extremamente baixo e vazamento de rasgo no revestimento perigo oculto | Esquema preferido para alimentação e esvaziamento de lotes da indústria química em projetos de redes de tubos de aquecimento anticorrosivos de longa distância- |
Conclusão
A falha de colapso por pressão negativa do revestimento PFA é causada pela diferença interna de pressão de vácuo, comprimindo o revestimento para se separar do tubo de aço e produzir deformação interna irreversível, resultando no bloqueio do fluxo da tubulação. As principais medidas de prevenção incluem a instalação de válvulas de interrupção de vácuo para equilibrar a pressão, regular os procedimentos operacionais de drenagem e desligamento, adicionar estruturas de fixação de ancoragem para melhorar a restrição de colagem do revestimento, otimizar o controle de desligamento da bomba e realizar inspeções internas regulares. O gerenciamento de circuito-fechado-de todo o processo de configuração de acessórios de tubulação, normas de processo de operação e projeto de pré-fabricação de revestimento pode eliminar a obstrução do fluxo do sistema e acidentes de vazamento médio causados pela deformação por colapso de pressão negativa de tubos de aquecimento revestidos de PFA.
