Analyse der Größe des Stresses
Thread Content
In der chemischen Industrie arbeiten wir bei dem Prozess des Erhitzens und Druckaufbaus streng nach festgelegten Regeln bezüglich der Geschwindigkeit des Druckaufbaus. In der Regel halten wir die Geschwindigkeit des Druckaufbaus auf 0,1 MA pro Minute. Ich möchte fragen: Wenn man einen Behälter normalerweise mit äußerer Kraft zerstören will, ist das sehr schwierig – selbst mit großer Kraft lässt er sich kaum beschädigen. Doch wenn ein Gerät bei hoher Temperatur plötzlich abgekühlt wird, kann es zerbrechen. Temperaturänderungen werden in der Regel als Stressänderungen angesehen – es kommt zu einem Druck auf die inneren Metallatome. Warum entsteht dadurch eine so große Kraft? Meiner Meinung nach liegen die Ursachen darin, dass es Kräfte zwischen den einzelnen Atomen innerhalb des Materials gibt. Unter normalen Bedingungen sind diese Kräfte eher gleichmäßig verteilt. Wenn jedoch äußere Kräfte wirken, konzentriert sich die Gesamtkraft – dadurch entsteht hoher Druck. Doch warum ist die innere Kraft des Materials eigentlich so groß?
Ein schnelles Abkühlen ist sehr schädlich, denn bei sinkender Temperatur nimmt die Bruchanfälligkeit der Materialien zu. Insbesondere in einer Umgebung mit Wasserstoff kann dies zu Wasserstoffsprödigkeit führen. In Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck sowie Wasserstoff muss zunächst der Druck verringert werden, bevor mit dem langsamen Abkühlen begonnen werden kann.
Der Gesamtwärmestress gehört zu den sekundären Spannungen. Ein schnelles Abkühlen kann in Bereichen mit unterschiedlichen Beschränkungen erhebliche Temperaturunterschiede verursachen, was wiederum zu lokalen plastischen Verformungen führt. Wenn sich diese Verformungen nicht rückgängig machen lassen, entstehen Risse in diesen Bereichen, was schließlich zum Versagen der Anlage führt.