Yn ystod cau tanc poeth yn gyflym (ee, oeri brys, colli pŵer), mae'r tymheredd hylif yn gostwng yn gyflym, gan greu gwactod yn y gofod pen os yw'r tanc wedi'i selio. Mae'r wain gwresogydd PFA yn profi gwahaniaeth pwysedd mewnol net (pwysedd atmosfferig y tu allan, pwysedd isel y tu mewn i fwlch annular y gwresogydd). Ar gyfer wal PFA 2.5 mm, y gyfradd oeri uchaf a ganiateir i osgoi cwymp gwactod yw 3-5 gradd y funud. Mae oeri cyflymach (10-20 gradd / mun) yn achosi i'r hylif gyfangu'n gyflym, gan dynnu gwactod cryfach (hyd at wahaniaeth bar 0.5-0.8). Mae'r wain PFA yn byclau i mewn yn erbyn y craidd metel, gan greu crychau ac anffurfiad parhaol. Mae'r cwymp yn digwydd pan fydd y pwysau allanol yn fwy na phwysedd bwclo critigol y tiwb PFA ar dymheredd. Ar gyfer wal 2.5 mm ar 100 gradd, y pwysedd byclo critigol yw 0.6-0.8 bar. Gall oeri cyflym o 150 gradd i 50 gradd mewn 5 munud (20 gradd / mun) greu gwactod 0.5-0.7 bar, gan achosi cwymp. Er mwyn atal hyn, awyrwch y tanc i'r atmosffer yn ystod y cyfnod oeri neu gyfyngu ar y gyfradd oeri<5°C/min.
Mecanwaith Cwymp Gwactod
Pan fydd tanc wedi'i selio yn oeri, mae'r hylif yn cyfangu. Mae'r pwysedd gofod pen yn disgyn yn ôl P₂=P₁ × (T₂/T₁) ar gyfer nwy delfrydol. Ar gyfer tanc ar 150 gradd (423 K) yn oeri i 50 gradd (323 K), P₂=1.013 × (323/423)=0.77 bar absoliwt – gwactod o 0.24 bar. Mae hyn yn unig yn is na phwysau byclo critigol PFA (0.6–0.8 bar). Fodd bynnag, mae anwedd anwedd yn ychwanegu at y gwactod: os yw anwedd ager neu doddydd yn cyddwyso, gall y pwysedd ostwng i 0.2–0.3 bar absoliwt (0.7–0.8 bar gwactod). Gall hyn fod yn fwy na'r terfyn byclo.
Y pwysedd byclo critigol ar gyfer tiwb muriog tenau: P_crit=(2 × E) / (1 – ν²) × (t / D)³. Ar gyfer PFA ar 100 gradd , E=300 MPa, ν=0.45, t=2.5 mm, D=25 mm, (t/D)=0.1. (t/D)³=0.001. P_crit=(2×300)/(1–0.209/0). 0.001=752 × 0.001=0.75 MPa=7.5 bar? Mae hynny'n rhy uchel. Mae'r fformiwla yn defnyddio E yn Pa: E=300e6 Pa, (t/D)³=0.001, yna P_crit=(2×300e6/0.7975)×0.001=(752e6)×0.001=752,000 Pa=7.5 bar. Mae hynny'n awgrymu y gall PFA wrthsefyll pwysau allanol o 7.5 bar - sydd ddim yn wir. Y gwall: mae'r fformiwla ar gyfer byclo elastig, ond mae PFA yn cripian ac yn ildio. Y pwysedd critigol ymarferol yw 0.6–0.8 bar yn seiliedig ar ddata empirig. Defnyddiwch y gwerth empirig.
Cyfradd Oeri vs Cynhyrchu Gwactod
| Cyfradd Oeri (gradd / mun) | Amser o 150 gradd i 50 gradd (munud) | Gwactod Brig (bar) | Risg cwymp ar gyfer wal 2.5 mm | Mecanwaith |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 100 | 0.1–0.2 | Diogel | Cyfangiad araf, mynediad nwy |
| 3 | 33 | 0.2–0.3 | Diogel | Derbyniol |
| 5 | 20 | 0.3–0.4 | Ymylol - monitor | Terfyn agos |
| 8 | 12.5 | 0.5–0.6 | High (>risg o 50%) | Mae anwedd yn ychwanegu at wactod |
| 10 | 10 | 0.6–0.7 | Uchel iawn (risg o 80%) | Cwymp yn debygol |
| 15 | 6.7 | 0.7–0.8 | Bron yn sicr | Cwymp |
| 20 | 5 | 0.8–0.9 | Yn sicr | Cwymp ar unwaith |
Strategaethau Atal
| Dull | Effeithiolrwydd | Gweithredu | Cost |
|---|---|---|---|
| Tanc awyru yn ystod oeri (falf agored) | 100% | Gosodwch falf lleddfu pwysau/gwactod | $50 |
| Cyfyngu ar gyfradd oeri i<5°C/min | 90% | Rheoli llif dŵr oeri | $0 (gweithredol) |
| Defnyddiwch wal PFA mwy trwchus (3.5 mm) | 70% (yn codi pwysau cwympo i 1.2 bar) | Nodwch wain mwy trwchus | +20% cost |
| Gosod torrwr gwactod ar y tanc | 100% | Mae falf wirio wedi'i llwytho yn y gwanwyn yn agor mewn gwactod 0.1 bar | $100 |
| Cyn{0}}rhoi pwysau ar y bwlch blwydd gydag N₂ (2 bar) | 90% | Gwresogydd wedi'i selio gyda llenwad nwy | +30% cost |
| Defnyddiwch gap pen fflamio (cryfach yn erbyn cwymp) | 40% | Gwell na weldio, ond yn dal i ddymchwel | +20% cost |
Enghraifft Maes
Roedd gan waith cemegol adweithydd 1,000 L gyda gwresogydd PFA (wal 2.5 mm). Yn ystod cyfnod cau brys, defnyddiwyd dŵr oeri ar lif llawn - cyfradd oeri o 15 gradd / mun. Roedd yr adweithydd wedi'i selio. Cwympodd y gwresogydd (wrinkled) ond ni rhwygo. Gosododd y planhigyn dorwr gwactod (1/2 modfedd, wedi'i osod ar wactod 0.1 bar). Ni ddigwyddodd unrhyw gwympiadau pellach. Parhaodd y gwresogydd i weithredu am 3 blynedd arall. Costiodd y torrwr gwactod $75.
Canfod Cwymp
Ar ôl oeri cyflym, archwiliwch y gwresogydd PFA:
Gweledol: Chwiliwch am grychau amgylchiadol neu ran wedi'i fflatio. Rhedwch fysedd ar hyd y wain; mae adran sydd wedi cwympo yn teimlo'n anwastad.
Mesur diamedr: Defnyddiwch galiper. Gall gwain sydd wedi cwympo fod â diamedr llai (0.5-1.5 mm yn llai).
Gwrthiant inswleiddio: Anaml y bydd cwymp yn achosi methiant trydanol ar unwaith, ond mae'r crychau yn godwyr straen a all gracio'n ddiweddarach.
Os canfyddir cwymp, ailosodwch y gwresogydd yn ystod y toriad arferol nesaf. Peidiwch â pharhau i weithredu am flynyddoedd; bydd y crychiadau yn cracio yn y pen draw.
Casgliad: Cyfyngu'r Gyfradd Oeri i 5 gradd /munud ar gyfer Wal 2.5 mm
Ar gyfer wal gwresogydd PFA 2.5 mm, y gyfradd oeri uchaf a ganiateir i osgoi cwympo gwactod yw 5 gradd y funud. Gall oeri cyflymach (10-20 gradd / mun) greu gwactod o 0.6-0.8 bar, gan fynd y tu hwnt i bwysau byclo critigol PFA (0.6-0.8 bar) ac achosi i'r wain gwympo i mewn. Er mwyn atal cwymp, awyrwch y tanc yn ystod oeri, gosodwch dorwr gwactod, neu reoli llif dŵr oeri i gyfyngu ar y gyfradd. Torrwr gwactod yw'r ateb symlaf, mwyaf dibynadwy. Efallai y bydd y gwresogydd yn goroesi un oeri cyflym, ond bydd digwyddiadau ailadroddus yn achosi cracio blinder. Oerwch yn araf, awyrwch yn rhydd, osgoi cwympo. Mae'r wain PFA yn gryf mewn tensiwn ond yn wan o ran cywasgu. Parchwch y terfyn, ac mae'ch gwresogydd yn aros yn grwn. Anwybyddwch ef, ac mae'n wrinkles. Mae wrinkles yn arwain at graciau. Mae craciau yn arwain at fethiant. Awyru ac oeri yn araf. Dyna'r rheol.
