Mae{0}}prosesau gwactod uchel (pwysedd < 0.01 bar absoliwt) yn creu gwahaniaeth pwysedd mawr ar draws y wain PFA: gwasgedd atmosfferig allanol 1 bar yn gwthio i mewn, gyda gwactod bron y tu mewn i'r tanc. Ar gyfer gwresogydd PFA safonol, mae'r bwlch annular mewnol rhwng y craidd metel a'r wain PFA ar bwysau atmosfferig (1 bar) oherwydd nad yw wedi'i selio o'r amgylchfyd. Yn ystod gweithrediad gwactod, mae'r wain yn profi gwasgedd mewnol net o tua 0.99 bar. Mae'r straen cylchyn canlyniadol yn gywasgol, nid yn tynnol. Mae PFA yn gryfach o ran cywasgu na thensiwn, ond y prif fodd methiant yw byclo neu gwympo'r tiwb muriog tenau. Ar gyfer tiwb PFA wal 25 mm OD, 2 mm, mae'r pwysau allanol critigol ar gyfer cwympo tua 2-3 bar. Mae gwahaniaeth 1 bar yn is na hyn, felly nid yw cwymp yn digwydd ar dymheredd ystafell. Fodd bynnag, ar dymheredd uchel (80-150 gradd ), mae modwlws y PFA yn gostwng 50-70%, a gall y pwysedd cwympo critigol ostwng o dan 1 bar. Mae gwasgedd-dyluniad wedi'i ddigolledu-lle mae'r bwlch annular mewnol wedi'i wasgu â nitrogen sych i gyd-fynd â'r gwactod allanol-yn atal cwymp. Argymhellir y dyluniad hwn ar gyfer prosesau gwactod uwchlaw 80 gradd.
Mecanwaith Cwymp a Phwysau Critigol
Rhoddir y pwysedd allanol critigol ar gyfer tiwb muriog tenau gan P_crit=(2 × E) / (1 - ν²) × (t / D)³, lle mae E yn fodwlws Young, ν yw cymhareb Poisson (0.45 ar gyfer PFA), t yw trwch wal, a D yw diamedr cymedrig. Ar 20 gradd , E=600 MPa, t=2 mm, D=23 mm, P_crit=(2 × 600) / (1 - 0.2025) × (2/23)³=(1,200 / 0.7975) × ³, 0.5}= (1,200 / 0.7975) × ³, 0.080 {0.7975) × ³, 0.080 {0. bar. Ar 20 gradd , mae'r gwasgedd critigol tua 1 bar-ymylol. Mae unrhyw amherffeithrwydd yn ei leihau. Ar 100 gradd, mae E yn disgyn i 250 MPa. P_crit=(2 × 250 / 0.7975) × 0.000658=627 × 0.000658=0.41 bar. Mae tiwb PFA safonol ar 100 gradd yn cwympo o dan wactod o wahaniaeth 0.41 bar. Gan mai 0.99 bar yw'r gwahaniaeth gwirioneddol, mae cwymp yn sicr. Tystiolaeth maes: Mae gwresogyddion PFA mewn prosesau gwactod ar 80–120 gradd yn aml yn dangos gwain wedi cwympo-mae'r PFA wedi'i wastatau yn erbyn y craidd metel, weithiau gyda chrychau amgylchiadol. Nid yw'r cwymp yn achosi methiant trydanol ar unwaith, ond mae'n creu straen gweddilliol uchel a gall gracio'r PFA yn ystod beicio thermol dilynol.
Pwysau{0}}Cynllunio wedi'i Iawndal
Mae gan wresogydd PFA sy'n cael ei ddigolledu dan bwysau fwlch mawr wedi'i selio rhwng y craidd metel a'r wain PFA. Yn ystod gweithgynhyrchu, caiff y bwlch ei wagio a'i ôl-lenwi â nitrogen sych i bwysedd o 0.5-1.0 bar absoliwt. Mae rheolydd pwysau bach neu sêl un amser (ee tiwb metel crychlyd) yn cynnal y pwysedd mewnol. Pan roddir y gwresogydd mewn siambr gwactod (ee, 0.01 bar), mae'r pwysau mewnol (dyweder 0.8 bar) yn creu gwahaniaeth o ddim ond 0.79 bar tuag allan (o'r tu mewn i'r tu allan), nid i mewn. Mae'r wain PFA yn profi straen cylchyn tynnol, nid cywasgol. Nid yw straen tynnol yn achosi cwymp. Mae'r pwysau allanol critigol ar gyfer rhwyg yn llawer uwch (10-20 bar). Mae'r gwresogydd yn parhau'n sefydlog.
Mae dwy her i'r dyluniad sy'n cael ei ddigolledu gan bwysau: (1) Rhaid cynnal y sêl dros oes y gwresogydd, gan gynnwys beicio thermol. Mae seliau metel i-PFA (ffitiadau cywasgu) yn tueddu i ollwng dros amser. Mae sêl fegin metel wedi'i weldio neu sêl gwydr i fetel yn fwy dibynadwy. (2) Mae'r pwysedd mewnol yn cynyddu gyda thymheredd (PV=nRT). Bydd gwresogydd wedi'i lenwi ar 0.8 bar ar 20 gradd yn cyrraedd 1.2 bar ar 150 gradd. Rhaid i'r PFA wrthsefyll y straen cylchyn ychwanegol hwn. Ar gyfer wal 2 mm, 25 mm OD, mae pwysedd mewnol 1.2 bar yn rhoi straen cylchyn=P × D / (2 × t)=0.12 × 25 / 4=0.75 MPa-dibwys.
Cymhariaeth Atal Cwymp
| Dylunio Gwresogydd | Pwysedd Bwlch Mewnol (bar abs) | Gwactod Allanol (bar abs) | Gwahaniaethol Net (bar) | Cyfeiriad | Cwymp ar 20 gradd ? | Cwymp ar 100 gradd ? | Yn addas ar gyfer gwactod uchel? |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Safonol (wedi'i awyru) | 1.0 | 0.01 | 0.99 i mewn | Cywasgol | Na (ymylol) | Ydw (llewygu) | Na (dros 50 gradd) |
| Safonol (wedi'i awyru) gyda wal drwchus (3 mm) | 1.0 | 0.01 | 0.99 i mewn | Cywasgol | Nac ydw | Na ( bar P_crit {=1.4 ar 100 gradd ) | Ie, ond trosglwyddo gwres trwm a gwael |
| Pwysedd{0}}wedi'i ddigolledu (wedi'i selio, llenwi 0.5 bar) | 0.5 | 0.01 | 0.49 tuag allan | Tynnol | Nac ydw | Nac ydw | Ie (pob tymheredd) |
| Pwysedd{0}}wedi'i ddigolledu (wedi'i selio, llenwad 0.8 bar) | 0.8 | 0.01 | 0.79 tuag allan | Tynnol | Nac ydw | Nac ydw | Ie (dyluniad safonol) |
| Pwysedd-wedi'i ddigolledu â chyfeirnod gwactod | 1.0 (wedi'i reoleiddio i gydweddu'n allanol) | 0.01 | 0 (cytbwys) | Dim | Nac ydw | Nac ydw | Delfrydol (cymhleth) |
| Wal ddwbl (PFA dros graidd metel, dim bwlch) | Ddim yn berthnasol (dim bwlch) | N/A | N/A | N/A | Nac ydw | Nac ydw | Ie (craidd yn cefnogi PFA) |
Canllawiau Cais ar gyfer Prosesau Gwactod
Ar gyfer prosesau gwactod o dan 50 gradd, mae gwresogydd PFA safonol (wal 2 mm) yn dderbyniol oherwydd bod E yn parhau i fod yn uchel (≈ 500 MPa) a P_crit ≈ 0.8 bar -yn dal yn is na'r gwahaniaeth bar 0.99? Mewn gwirionedd 0.8 < 0.99, felly cwymp yn dal yn bosibl. Mae'r ymyl yn fach. Ar gyfer dibynadwyedd, defnyddiwch bwysau-wedi'i ddigolledu am unrhyw wactod o dan 0.1 bar.
Ar gyfer prosesau gwactod sy'n uwch na 50 gradd , mae angen gwresogydd wedi'i ddigolledu dan bwysau. Heb iawndal, mae cwymp yn sicr o fewn oriau neu ddyddiau. Symptomau cwymp: (1) Mae'r gwresogydd yn teimlo'n fflat neu mae ganddo wrinkles; (2) Mae ymwrthedd inswleiddio yn gostwng wrth i'r PFA graciau; (3) Mae'r gwresogydd yn tynnu cerrynt uwch (croes-adran graidd wedi'i lleihau? Annhebygol). Amnewid gwresogyddion sydd wedi cwympo ar unwaith.
Ar gyfer prosesau gwactod sy'n uwch na 150 gradd , efallai na fydd hyd yn oed pwysedd -PFA a ddigolledwyd yn ddigon oherwydd ymgripiad. Ar 150 gradd , E=150 MPa, gall y PFA ddal i gynnal y pwysau allanol, ond gall ymgripiad dros amser achosi'r wain i falŵn. Defnyddiwch-ddyluniad wal dwbl lle mae'r PFA yn cael ei gynnal gan diwb metel tyllog. Mae'r tiwb metel yn cario'r llwyth pwysau; mae'r PFA yn darparu ymwrthedd cemegol.
Enghraifft Maes
Roedd siambr sychu gwactod lled-ddargludyddion yn gweithredu ar 120 gradd, 0.01 bar. Cwympodd gwresogyddion PFA safonol o fewn 2 fis, gan ddangos gwain rhychiog. Newidiodd y planhigyn i wresogyddion pwysau (0.8 bar nitrogen mewnol, wedi'i selio). Mae'r gwresogyddion wedi gweithredu am 3 blynedd heb gwympo. Adenillwyd y gost ychwanegol (premiwm 30%) o fewn 6 mis trwy ddileu amser segur.
Casgliad: Mae Iawndal Pwysau yn Atal Cwymp mewn Gwactod-High
Mae gwresogyddion PFA safonol yn cwympo o dan wactod uchel ar dymheredd uwch na 50 gradd oherwydd bod modwlws y PFA yn gostwng, gan leihau pwysau allanol critigol o dan y gwahaniaeth 1 bar. Mae pwysau-dyluniadau wedi'u digolledu-lle mae'r bwlch annular mewnol wedi'i selio a'i wasgu â nitrogen sych i 0.5–0.8 bar-atal cwymp drwy greu gwahaniaeth pwysau allanol bach (straen cylchyn tynnol) yn lle mewnol (cywasgol). Ar gyfer unrhyw broses gwactod o dan 0.1 bar absoliwt ac uwch na 50 gradd , nodwch bwysau -gwresogyddion PFA a ddigolledwyd. Ar gyfer tymereddau uwch na 150 gradd , defnyddiwch -wal fetel-PFA a gynhelir ddwywaith. Peidiwch â mentro cwympo. Mae gwresogydd sydd wedi cwympo yn wresogydd sydd wedi methu. Digolledwch y pwysau, neu bydd y gwactod yn cwympo'ch gwresogydd. Dewiswch iawndal.
