Cad é an Tiús Sheath Inchosanta go hEolaíoch le haghaidh 316 Téitheoir Scaipthe Cruach Dhosmálta i Réitigh Uisce Glycol 20% Monoethylene ag 110 céim Faoi Bhrú Barra 4?
Fág nóta
An trádáil bhunúsach-amach i lúba glycol faoi bhrú
Úsáidtear córais téimh lúb dúnta atá bunaithe ar -monoethylene glycol (MEG) mar sreabhán aistrithe teasa faoi chosaint ó reo in ardáin amach ón gcósta, suiteálacha teirmeacha gréine agus téamh próisis thionsclaíoch nuair a thiteann an teocht chomhthimpeallach faoin reo. Tugann tuaslagán 20% de MEG in uisce cosaint ó pléasctha síos go dtí thart ar -8 céim le slaodacht chuí agus toilleadh teasa. Tá na 316 téitheoirí cúrsaíochta cruach dhosmálta i dtuaslagán den sórt sin ag brú córais 110 céim agus 4bar, i dtimpeallacht measartha ionsaitheach ach inoibrithe go ginearálta. Déantar tuaslagáin ghlicol a ocsaídiú go mall chun aigéid orgánacha (aigéid ghliocóil agus ocsaileach) a ghiniúint ag teochtaí arda, a laghdaíonn an pH ó neodrach go dtí thart ar 5-6 thar thréimhse ama. Féadfaidh an ocsaigin sa líonadh tosaigh cur le creimeadh logánta go dtí go n-ídítear é trí imoibriú leis an glycol, nó go ndéantar é a dhíbirt tríd an umar leathnaithe. San iarratas seo, ní bhaineann tiús sheath le rátaí arda creimthe a mhaireann, ach le cothromaíocht subtle a rialú idir sláine brú, éifeachtúlacht theirmeach, agus friotaíocht fadtéarmach ar an díghrádú forásach a tharlaíonn thar na blianta d'oibriú leanúnach.
Íosriachtanais Balla Struchtúrtha agus Árthaigh Bhrú
Tá an strus fonsa i truaill téitheoir i gcúrsaíocht sách beag ag brú oibriúcháin 4 bar. Le haghaidh feadán tipiciúil de thrastomhas lasmuigh de 12 mm agus tiús balla 1.2 mm, is féidir an strus ar an dromchla istigh faoi bhrú a ríomh trí úsáid a bhaint as an bhfoirmle sorcóir balla tanaí σ=P⋅ri/tσ=P⋅ri/t áit arb é PP an brú tomhsaire (4 bar nó 0.4 mm radius), is é 4 MP. do bhalla 1.2 mm ) agus is é tt tiús an bhalla . Tugann sé seo strus fonsa de thart ar 1.6 MPa, atá neamhshuntasach i gcomparáid leis an neart toraidh 316 cruach dhosmálta de thart ar 200 MPa ag teocht an tseomra agus 150 MPa ag 110 céim. Agus fachtóir sábháilteachta de 5 aige, choinneodh balla 0.5 mm an brú go teoiriciúil. Mar sin féin, sonraíonn cóid do shoithí brú, m.sh. Cód Coire agus Árthaigh Bhrú ASME, íos-thiúis balla le haghaidh neart meicniúil, gabháil snáithe, agus lamháltas creimthe. Ní mór do sheath na téitheoirí cúrsaíochta le naisc snáithithe nó flanged a bheith in ann ní hamháin brú inmheánach a sheasamh, ach freisin chasmhóiminte suiteála agus brú ó leathnú teirmeach. Tiús balla<1.0 mm may risk thread stripping or tube collapse upon assembly. Thus the minimal structural thickness for a 316 stainless steel circulation heater in a 4 bar glycol service is in the region of 1.0-1.2 mm. This thickness is driven more by mechanical handling and connection integrity than by pressure containment.
Liúntas Creimthe agus Díghrádú Glycol – Fadtéarmach
I dtuaslagáin the MEG is é an príomhriosca creimthe ná carnadh mall aigéid orgánacha trí ocsaídiú teirmeach. I láthair ocsaigin tuaslagtha, rud atá beagnach i gcónaí an cás le haghaidh lúb líonta le déanaí nó deaerated go dona, dianscaoileann an glycol ag teochtaí os cionn 90 céim chun aigéad glycollic, aigéad ocsaileach agus aigéad formach a fhoirmiú. Is féidir leis na haigéid seo damáiste a dhéanamh don scannán éighníomhach ar 316 cruach dhosmálta agus an pH a laghdú. Léiríonn tástálacha saotharlainne ar 316 cruach dhosmálta i MEG 25 % ag 110 céim faoi imthosca aeraithe rátaí creimeadh comhsheasmhach 0.02 go 0.05 mm in aghaidh na bliana, le rátaí beagán níos airde (0.05 go 0.10 mm in aghaidh na bliana) in aice leis an réigiún comhéadan gaile leacht ina bhfuil an tiúchan ocsaigine is airde. Mar sin is stuama lamháltas creimthe 0.5–1.0 mm le linn saolré deartha deich mbliana. Ag an am sin chaillfeadh balla 1.2 mm timpeall 0.2 mm, rud a d'fhágfadh 0.7-1.0 mm - fós leordhóthanach ó thaobh struchtúir de, ach gan mórán corrlach le haghaidh teagmhais mar threá aeir nó téamh logánta. Soláthraíonn balla 1.5–1.8 mm lamháltas creimthe níos compordaí fad a fhanann sé éifeachtúil ó thaobh teirmeach de. Is rud is insidious é an fhéidearthacht go ndéanfaí ionsaí scáinte ag feirí gasketed nó taiscí faoi scála. Is féidir le táirgí miondealaithe glycol a pholaiméiriú ina taiscí greamaitheacha a choinníonn an leacht aigéadach ar an dromchla miotail. I scoilteanna den sórt sin, is féidir le pH laghdú go háitiúil go 3-4 agus is féidir leis an ráta creimeadh 0.2-0.5 mm in aghaidh na bliana a bhaint amach. Tugann an tiús balla breise lamháil sábháilteachta níos mó i gcoinne doimhneacht neamhchinnte an ionsaí crevice.
Éifeachtúlacht Theirmeach agus Tionchar Tiús Balla ar Théamh Glycol
Monoethylene glycol solutions have a lower thermal conductivity and a higher viscosity than water that further decreases the heat transmission from the sheath to the fluid. This difficulty is compounded by a thick wall of stainless steel. The convective heat transfer coefficient for 20 % MEG at 110 C is in the range of 800-1200 W/m2-K for turbulent flow (Re>4000). Tá sé seo níos lú ná an méid uisce atá 1500-2500 W/m2{{-K. Mar sin tá an fhriotaíocht theirmeach sheath ina chuid níos airde den chiorcad teirmeach iomlán ná mar a bheadh in uisce. Má dhéantar tiús bhalla feadáin sheachtraigh 12 mm a dhúbailt ó 1.2 mm go 1.8 mm méadaítear an fhriotaíocht seoltaí de thart ar 50 % agus laghdaítear an ráta foriomlán aistrithe teasa faoi 15-20 % faoi na socruithe caidéalaithe céanna. Níos tábhachtaí fós, éilíonn balla níos tiús teocht dromchla sheath níos airde don ionchur cumhachta céanna. Is gnách go mbíonn dlús bhata do théitheoirí cúrsaíochta 8-10 W/cm 2 ar an dromchla sceal. D'fhéadfadh balla 1.2 mm i dtuaslagán MEG 110 céim an teocht truaill a choinneáil ag 135-140 céim. Bheadh balla 1.8mm sa raon 155-165C. Luathaítear ocsaídiú glycol go mór ag teochtaí os cionn 150 céim. Tá an ráta dianscaoilte glycol thart ar dhá oiread in aghaidh gach méadú 10°C os cionn 120°C. Ligeann sé seo balla níos tiús a úsáid chun lamháltas creimthe a thabhairt, ach is féidir leis an mballa tiúsach an teocht áitiúil a mhéadú ag an gcomhéadan sreabhán-sheath, rud a luasghéaraíonn go hindíreach an creimeadh a bhfuil sé i gceist é a sheasamh. Ciallaíonn an lúb aiseolais féinmharaithe seo go praiticiúil ní hamháin go bhfuil ballaí tanaí seirbhíse glycol níos éifeachtaí ach go bhféadfadh siad a bheith níos resistant creimeadh ós rud é go gcoimeádann siad an truaill níos fuaire.
Moltaí Praiticiúla maidir le Tiús le haghaidh Coinníollacha Seirbhíse Éagsúla
Baineann na treoirlínte tiús seo a leanas le córas MEG lúb dúnta 20 % ag 110 ºC agus 4 barra bunaithe ar dhearadh an chórais agus ar nochtadh ocsaigine measta. Tá an ráta creimthe an-íseal (0.01-0.02 mm in aghaidh na bliana) do chóras séalaithe go maith deaerated le umar leathnaithe blanketed le nítrigin agus le ocsaigin tuaslagtha a chothabháil ag níos lú ná 100 ppb. Tugann tiús 1.2-1.5 mm saol deich mbliana le neart corrlach. Cuidíonn an balla tanaí freisin le teocht sheath a choinneáil íseal, rud a laghdaíonn miondealú glycol freisin. Maidir le córas oscailte, ina dtarraingítear aer isteach trí umar leathnaithe aeráilte agus nuair a bhíonn ocsaigin tuaslagtha ag leibhéil sáithiúcháin (thart ar 1 go 2 ppm ag 110 céim), ardaíonn an ráta creimthe go 0.05 go 0.10 mm in aghaidh na bliana. Moltar go bhfuil an tiús 1.6-1.8 mm chun soláthar a dhéanamh do liúntas creimeadh 0.5-1.0 mm ar feadh 10 mbliana. Ach ní mór an balla tiubh seo a chomhcheangal le dlús vata níos ísle, nach mó ná 6-7 W/cm 2 , chun an teocht sheath a choinneáil faoi bhun 150 céim . 2.0 mm d'fhéadfadh go mbeadh údar maith le córais atá faoi réir imeachtaí tirime arís agus arís eile nó mura n-athlíontar an glycol riamh agus go bhfuil tiúchan aigéad ard, cé go bhfuil an pionós teasa substaintiúil ag an gcéim seo. Sa chás seo, is é an cur chuige cuí seachas an tiús sheath a mhéadú ná an cóimhiotal a athrú go cóimhiotal níos resistant creimeadh mar 316Ti nó 317L nó pacáiste inhibitor creimeadh a chur leis an glycol.
Thar Tiús: Tosca Dearaidh an Chórais a bhfuil Tionchar acu ar Shaol Seirbhíse Réadach
Is fachtóir amháin é tiús balla i saolré fada téitheoir glycol. Is é an rud is tábhachtaí ná an ocsaigin a bhainistiú. Baineann méid ceart an umar leathnaithe le blaincéad nítrigine nó scairt as an bhfoinse ocsaigine agus laghdaítear an ráta creimthe de réir méide amháin, rud a fhágann gur féidir ballaí níos tanaí atá níos éifeachtaí ó thaobh teirmeach de a úsáid. Is é an dara rud an dlús vata. Coimeádfaidh téitheoir níos faide nó téitheoirí iomadúla chun dlús an bhata dromchla a laghdú go 6 W/cm2 nó níos lú an teocht truaill faoi bhun 140 céim fiú le balla 1.8-mm, rud a laghdóidh ocsaídiú glycol go mór. Is é an tríú fachtóir an treoluas an sreabhach. Ba cheart téitheoirí ciorclaíochta a chur i bpíobán ina bhfuil an treoluas sreafa 1.5-2.0 m/soic ar a laghad chun tarchur teasa suaite a chinntiú agus chun fiuchphointe nó marbhántacht logánta a chosc. Is é an ceathrú cáilíocht agus cothabháil an glycol. Le haghaidh seirbhíse ardteochta, bain úsáid as glycol coiscthe (gníomhairí maolánacha agus frithocsaídeoirí) chun saol sreabhach a leathnú agus táirgeadh aigéad a laghdú. Coscann measúnú rialta ar pH agus alcaileacht chúlchiste le hathsholáthar sreabhach nuair a thiteann an pH faoi bhun 6 cásanna aigéadacha ionsaitheach a éilíonn ballaí níos mó.
Conclúid: An Tiús Bunaithe go hEolaíoch le haghaidh Seirbhís Gliocal Inspleách
The sheath thickness for 316 stainless steel circulation heaters in 20% MEG at 110°C and 4 bar should not be at the extremes. Very thin walls, below 1.0 mm, are not appropriate, as they lack the mechanical resilience for threaded connections and do not give sufficient corrosion allowance for a decade of operation. Very thick walls (>2.0 mm) friththáirgiúil, toisc go n-ardaíonn siad an teocht sheath isteach sa raon ina luasghéaraíonn ocsaídiú glycol, ag táirgeadh na n-aigéid a ionsaíonn an cruach. Is é an raon bailíochtaithe eolaíoch ná 1.4-1.8 mm don chuid is mó d'fheidhmchláir thionsclaíocha, agus is feidhm den mhodh bainistíochta ocsaigine agus dlús an bhata an líon beacht. Maidir le córas brataithe nítrigine le umar fairsingithe atá tógtha go cuí, is tiús idéalach é 1.4-1.5 mm, tanaí go leor chun teochtaí sceach a choinneáil faoi bhun 140 céim ag 8 W/cm2 ach sách tiubh chun lamháltas creimthe 0.3-0.4 mm a thairiscint thar deich mbliana. Le haghaidh análaithe córais oscailte tá aer comhthimpeallach 1.7-1.8 mm oiriúnach ach amháin le haghaidh dlús vata íslithe de 6 W/cm 2 nó níos ísle. Ba cheart go léireodh innealtóirí an nochtadh ocsaigine a bhfuiltear ag súil leis, an t-uasteocht truaill incheadaithe agus an dlús vata is gá. Ardaíonn sé seo an plé ó ghné shimplí go sonraíocht innealtóireachta córais iomláin a cheanglaíonn tiús balla le friotaíocht creimeadh agus feidhmíocht theirmeach i lúba téimh glycol faoi bhrú.
