入冬以后介质温度从六十几度降到四十上下,有人松一口气:温度低了,塔壁受的力小了,安全余量回来了。这话只说对了一半。温度往下走的时候,材料的许用应力和塔壁实际受的力是同时在变的,而且变的方向不完全一致。只盯着许用应力这一头,会漏掉另一头。
许用应力这一头确实回来了
PP的强度随温度下降是很明显的一条曲线,温度降下来,同样的壁厚能承的应力会回升一截。这是实打实的好处,尤其对那些夏天已经贴着边跑的塔——热天摸上去塔壁发软、稍一受力就鼓的那种,入冬确实会好过一些。
但许用应力回来的同时,另一项性能在往反方向走:温度越低,PP的冲击韧性越差。常温下用锤子敲一下只是留个印,零下几度可能就直接崩一块。这不是强度问题,是脆性问题——强度看的是慢慢加载能扛多少,韧性看的是突然一下能不能撑住。
塔壁受的力也在变,而且不止一项
| 项目 | 夏季 | 入冬后 |
|---|---|---|
| 材料许用应力 | 偏低,热天要按降低后的值算 | 回升一截,这一项是有利的 |
| 冲击韧性 | 较好,磕碰不易开裂 | 下降,缺口和焊根更敏感 |
| 约束应力 | 膨胀受阻,压应力为主 | 收缩受阻,拉应力为主 |
| 系统负压 | 门窗常开,补风足 | 车间封闭,负压普遍加深 |
表里最容易被忽略的是第三行。塔和管路两头都被法兰、支架、接管固定着,降温时它想缩缩不动,这份收缩就变成拉应力留在材料里,叠加到原来的工作应力上。夏天是压、冬天是拉,而PP在拉应力加上应力集中的组合下最容易出问题,这也是为什么冬季开裂常出现在焊缝根部、开孔边缘和接管根部——那几处正好是应力集中的地方。
降温速度比降温幅度更要紧
慢慢降下来,材料有时间松弛,内应力能释放掉一部分;一夜之间从六十度降到十几度,应力全留在里面。冬季停机尤其要注意这一条:停机排空、次日复产,塔体在一天里走完一个完整的冷热循环,一个采暖季下来能循环几十次。开裂往往不是某一次冻出来的,是循环次数攒出来的。
所以冬季操作上有两条实用的规矩:停机降温别开着门直吹,让它自己慢慢下来;复产升温也别一把拉满,分两三档往上带。这两条不花钱,效果比加壁厚直接。
还有一个动作要改:有些厂习惯停机后马上用循环水冲洗塔内,冷水浇在还热着的塔壁上,一次冲洗就是一次骤冷。要冲也该等塔体温度先下来一些,尤其是冬天。
冬天该重点看哪几处
顺序上先看接管根部和人孔周边这些开孔削弱区,再看焊缝尤其是仰焊和角焊的根部,然后看支腿与塔体的连接处,最后看液位线附近。这几处冬天出问题的概率明显高于别处,原因都是同一个——应力集中碰上韧性下降。发现表面发白、有细纹,别等到漏,那已经是裂纹开口了。
金浩丰接过的冬季返修件里,相当一部分是接管根部裂的,位置几乎都在焊缝和母材的交界上——那儿既是应力集中处,又常常是壁厚过渡最急的地方。
冬天这笔账,材料方只能算到料这一层。金浩丰做PP板材,厚2到30毫米、幅宽1300和1500,阻燃料可订,整板和按尺寸零切都行,配同批原料的焊条。结构核算和强度校核我们不做,也没这个资质。sales@jhf2017.com,186 1558 6932,山东省济南市。