L'échec de pénétration par usure de frottement fait référence à un minuscule glissement alternatif relatif se produisant entre le corps du tuyau en titane et les colliers de serrage, les supports fixes, les supports suspendus sous les vibrations du pipeline, les pulsations à pression moyenne et le déplacement par dilatation thermique. La surface de contact est extrudée et frottée à plusieurs reprises avec un mouvement de micro-amplitude. Le film passif dense de dioxyde de titane est continuellement rayé et décollé. La matrice métallique fraîche est exposée et immédiatement oxydée pour former des débris d'oxyde durs et abrasifs. Ces particules aggravent la coupe abrasive, formant progressivement des piqûres concaves aux positions de contact. À mesure que l'usure s'approfondit dans le sens de l'épaisseur de la paroi du tuyau, des fuites traversantes-apparaissent finalement. Cette défaillance se produit principalement sur les positions de support fixes des canalisations de chauffage aériennes en titane longue distance-.
1. Destruction passive du film et mécanisme d’abrasion cyclique
Le titane s'appuie sur le film d'oxyde compact en surface pour obtenir des performances anti--corrosion, mais la couche d'oxyde est fine et cassante. Sous le microglissement entre deux surfaces de contact fixées, la force de cisaillement par friction déchire la couche passive dans de minuscules zones. Le titane nouvellement exposé réagit rapidement avec l’oxygène pour produire des particules d’usure d’oxyde de titane. Les particules dures sont coincées entre les surfaces de montage, transformant un simple frottement en une usure abrasive à trois corps. Les dommages causés par les piqûres continuent de s'étendre en profondeur avec des cycles de vibration à long terme-. À la différence de l'abrasion par récurage à large flux-, l'usure par fretting se concentre uniquement sur des lignes ou des points de contact étroits, présentant un amincissement localisé de type piqûre- plutôt qu'une perte de matière uniforme.
2. Positions typiques sujettes aux dommages causés par le frottement
Positions de contact entre la paroi extérieure du pipeline et les colliers de serrage rigides, les attaches à arceaux et les supports fixes ;
Surfaces de joint à recouvrement des supports combinés à plusieurs-sections et de la peau extérieure du tuyau en titane ;
Zones de pression de la bague d'appui de bride et des boulons avec léger déplacement sous déformation thermique ;
Longs tuyaux droits aériens présentant des vibrations évidentes lors des démarrages et arrêts fréquents de la pompe ;
Sections de pipeline enterrées où le compactage du sol de remblai provoque une compression locale et un micro-déplacement.
3. Facteurs induisant les principaux facteurs accélérant l’échec du fretting
Contact rigide direct entre le support métallique et le tuyau en titane sans aucune couche d'isolation tampon ;
Le mode de fixation du pipeline adopte des contraintes de verrouillage entièrement rigides sans allocation de déplacement réservée pour la dilatation thermique ;
La sortie de la pompe ne dispose pas de mesures d'amortissement et la fluctuation de la pression du système déclenche une vibration de résonance continue du pipeline ;
Les supports sont installés de manière trop dense, formant plusieurs points de contrainte fixes pour amplifier la contrainte d'extrusion locale ;
La charge de vent externe et les vibrations liées au fonctionnement de l'équipement induisent un léger glissement relatif à long terme-au niveau des points d'appui.
4. Mesures techniques complètes-de prévention et de contrôle des liens
① Ajoutez des joints d'isolation d'amortissement non métalliques entre le tuyau en titane et tous les supports métalliques.
Séparez fondamentalement le contact rigide pour éliminer les conditions de frottement.
② Adoptez une structure de support coulissant et de support d'amortissement à ressort au lieu d'une installation de verrouillage entièrement fixe
Réservez un espace de déplacement pour la dilatation thermique afin d'éviter les micro-glissements forcés.
③ Installez des amortisseurs de pulsations et des composants de réduction des vibrations à l'entrée et à la sortie de la pompe.
Supprimez la source de vibration d’excitation du fluide du système pour réduire les secousses globales du pipeline.
④ Optimiser l'espacement des supports pour éviter une-contrainte excessive et une concentration de contraintes sur un seul point d'appui.
Répartissez uniformément la charge du pipeline sur plusieurs positions de support.
⑤ Détachez régulièrement les pinces de support de clé pour inspecter l'état des piqûres sur la paroi extérieure et remplacer les joints vieillissants.
Réparez les piqûres d’usure précoces avant que les fuites de perforation ne se produisent.
5. Tableau de comparaison des effets de la prévention
表格
| Mode d'installation et de contrôle des vibrations | Risque de perforation par frottement | Suggestions d'application |
|---|---|---|
| Contact direct rigide + verrouillage fixe complet + pas de réduction des vibrations | Des fuites de pénétration par piqûres profondes apparaissent après un fonctionnement vibratoire à long terme - | Ajoutez un coussin d'isolation et transformez les supports fixes en type d'amortissement mobile |
| Protection du tampon d'isolation + déplacement d'expansion réservé + suppression des vibrations frontales- | Coupe efficacement l'abrasion passive du film et l'usure des trois-particules corporelles | Spécification d'installation standard pour le système de support de canalisation de chauffage aérien en titane |
| Traitement anti-usure de durcissement de surface + surveillance en temps réel des vibrations en ligne + inspection de démontage régulière | Perforation du point de contact extrêmement faible et danger caché de fuite moyenne | Schéma préféré pour les projets de réseaux de canalisations de chauffage chimiques anti-corrosion à longue portée extérieure-anti- |
Conclusion
La défaillance de l'usure par frottement des tubes chauffants en titane provient d'un glissement micro-alternatif au niveau des pièces de contact supportant le pipeline, qui détruit à plusieurs reprises le film passif protecteur et forme des particules abrasives conduisant à une pénétration progressive des piqûres. Les principales méthodes de prévention comprennent la pose de joints d'isolation pour éviter un contact rigide direct, l'utilisation de supports d'amortissement mobiles pour adapter la déformation thermique, l'élimination des sources d'excitation vibratoire du système, l'optimisation de la disposition des supports et la réalisation d'inspections périodiques de démontage des positions vulnérables. La gestion en boucle fermée de l'ensemble du processus--de conception du support de pipeline, de-construction d'installation sur site et de maintenance de routine des équipements peut empêcher les accidents de fuite et les défaillances de pipeline causées par l'usure par frottement des tubes chauffants en titane.
