Kui suur on osakeste maksimaalne kiirus, mida 1,5 mm PFA ümbris suudab ilma erosioonikahjustuseta vastu pidada?

Abrasiivse läga teenindamisel-kaevandamisel, pigmentide tootmisel, katalüsaatorite käitlemisel-prügivad vedelikuga kaasas olevad tahked osakesed PFA-soojendi kesta ja õõnestavad järk-järgult seina paksust. 1,5 mm PFA ümbrise puhul (tüüpiline tööstuslikele kütteseadmetele) sõltub osakeste maksimaalne kiirus enne erosiooni purunemist osakeste kõvadusest, suurusest, kontsentratsioonist ja lööginurgast. Räniliiva (Mohsi kõvadus 7, keskmine läbimõõt 200 µm, 5 massiprotsenti) puhul on maksimaalne lubatud kiirus 2,5–3,0 m/s 2-aastase kasutusea jooksul (eeldusel 8000 töötundi aastas). Üle 3,5 m/s läheneb erosioon kiirusele 0,5 mm/aastas ja 1,5 mm sein väheneb 2 aastaga alla 1,0 mm, kui on võimalik läbitungimine ja mehaaniline rike. Tugevamate osakeste (alumiiniumoksiid, Mohs 9) puhul väheneb maksimaalne kiirus 1,5–2,0 m/s. Pehmemate osakeste (Mohs 3 lubjakivi) puhul on lubatud kiirused kuni 5,0 m/s. Erosioonikiiruse annab PFA jaoks E=k × vn, kus n=2.5-3.5.

Kiirusepiirangud ja erosioonikiiruse arvutamine
PFA erosioonikiiruse määrab E=C (v)^3,2 (d)^0,7 (H_p/H_t)^1,2, kus E on mm/aastas, v on kiirus m/s, d on osakeste läbimõõt mm, H_p on osakeste kõvadus Mohs, H_t on sihtkõvadus (PFA) ja 5} Moh-sõltuv kontsentratsioon a ~2), ja5. Ränidioksiidliiva (d=0.2 mm, H p =7) puhul 2 massiprotsenti on C umbes 0,015. V=2.5 m/s, E=0.015 × (2,5)^3.2=0.015 × 22.6=0.34 mm/aastas. Erosioon=0.68 mm 2+ aastaga (16 000 tundi) Alates 1,5 mm, ülejäänud paksus=0.82 mm - usaldusväärse teeninduse piiril (soovitatav minimaalselt 0,8-1,0 mm). V=3.0 m/sek, E=0.015 x (3,0)^3.2=0.015 x 39.8=0.60 mm/aastas, 1,20 mm 2 aasta jooksul, kõigest 0,30 mm - vastuvõetamatu. Seetõttu on selle osakeste rühma maksimaalne ohutu kiirus 2-aastaseks kasutuseks 1,5 mm seinaga 2,7 m/s.

C ~ 0,025 alumiiniumoksiidi puhul (H_p=9, d=0.1 mm, kontsentratsioon =1%) juures v=1.8 m/s, E=0.025 × (1,8)^3.2=0.025 × 10.2=0.255 mm/aastas, 0,51 mm 2 aasta pärast, jättes 0,99} mm - vastuvõetavaks. V=2.0 m/s, E=0.025 × (2,0)^3.2=0.025 × 12.1=0.30 mm/aastas, 0,60 mm 2 aasta jooksul, jättes 0,90 mm – marginaalne, kuid vastuvõetav. V=2.5 m/s E=0.025 * 22.6=0.565 mm/aastas, 1,13 mm 2 aastaga, 0,37 mm jäänud-vastuvõetamatu

Maksimaalne osakeste kiirus materjali järgi (2-aastane eluiga, 1,5 mm sein)
Particle Hardness (Mohs) MaterialTypical Size (microns)Max Velocity (m/s) for 2 Year Life Erosion Rate at Maximum Velocity (mm/yr)Remaining Thickness After 2 Years (mm) Polymer pellets (HDPE, PP) 1-2 2,000-5,000 >5.0 <0.10 >1.3 Kaltsiumkarbonaat (lubjakivi) 3 100-300 4.5-5.0 0.18-0.22 1.06-1.14
Naatriumkloriid (soolakristallid) 2.5 200–500 4.0–4.5 0.20–0.25 1.00–1,10
Vasemaak (kalkopüriit) 3.5-4 100-200 3.5-4.0 0.25-0.30 0.90-1.0
Rauamaak (hematiit) 5–6 100–200 2.8–3.2 0.35–0.45 0.80–0,90
Räniliiv (kvarts) 7 100-200 2.5-3.0 0.34-0.50 0.80-1.00
Räniliiv 7 200-400 2.2-2.7 0.40-0.60 0.70-0.90
Klaashelmed 5–6 100–300 3.0–3.5 0.30–0.45 0.80–1,00 alumiiniumoksiid (Al2O3) 9 50–100 1.8–2.2 0.30–0.50 0.80–1,00
Ränikarbiid (SiC) 9.5 50-150 1.2-1.5 0.45-0.70 0.60-0.80
Tsirkooniumoksiid (ZrO2) 8 50-100 1.5-2.0 0.40-0.60 0.70-0.9
Lendtuhk (sega) 5–6 50–150 3.0–3.5 0.30–0.45 0.80–1,00
Praktilised tagajärjed ja leevendused
Olemasolevate paigaldiste puhul mõõtke kohalikku voolukiirust üle kütteseadme pitot toru või ultraheli voolumõõturiga. Mõõtmispunkt asetatakse kerise pinnast 50 mm kaugusele ülesvoolu poolel, sest voolu ahenemise tõttu on kiirus 1,5–2,5 korda suurem kui puistepaagi kiirus. Kui registreeritud kiirus on suurem kui osakeste tüübi maksimaalne, võtke parandusmeetmed: (1) Paigaldage voolu-deflektor (perforeeritud plaat) 50–100 mm kütteseadmest ülesvoolu, et minimeerida lokaalset kiirust. Õigesti ehitatud deflektor võib vähendada kütteseadme kiirust 40-60%. (2) Suurendada kerise seina paksust 2,5–3,0 mm-ni, mis suurendab sama erosioonivaru juures lubatud kiirust 30–50%. (3) Tsirkulatsioonikiiruse vähendamiseks vähendage pumba kiirust või kasutage muutuva sagedusega mootorit. (4) Muutke küttekeha orientatsiooni: vertikaalne küttekeha, mille vool on paralleelne küttekeha teljega, on allutatud oluliselt väiksemale erosioonile (5–10 korda) kui horisontaalne vooluga risti. Läga töötlemiseks tuleks küttekehad paigaldada ainult vertikaalselt ja vool peaks olema aksiaalne läbi küttekeha pikkuse, mitte risti.

Juba abrasiivselt kasutusel olevate 1,5 mm PFA-katete paksust mõõdetakse igal aastal. Tehke ultrahelimõõturiga mõõtmisi kolmel erineval kõrgusel ja neljas erinevas kohas ümbermõõdu ümber. Kui hõrenemine on suurem kui 0,2 mm/aastas, on kiirus väljaspool ohutut piiri. Planeerige vahetus 1,0 mm jääkpaksusega ja tehke kiiruse vähendamise sammud asendussoojendi . 1.5 mm kesta töötamiseks alla 1,0 mm paksuse korral riski ootamatu perforatsiooni, vanni saastumise ja maapinna rikkega.

Järeldus: Räniliiva puhul maksimaalselt 2,5-3,0 m/s
2,5-3,0 m/s on maksimaalne osakeste kiirus ilma erosioonikahjustuseta 1,5 mm PFA ümbrise jaoks räniliiva suspensioonis (Mohs 7, 100-200 mm, kontsentratsioon 2–5%) 2-aastase pideva töötamise korral. Erosioon on suurema kiiruse juures üle 0,5 mm aastas ja vähendab seina paksust 2 aasta pärast alla lubatud miinimumi 0,8–1,0 mm. Tugevamate osakeste (alumiiniumoksiid, SiC) puhul väheneb maksimaalne kiirus 1,5-2,0 m/s. Pehmemate osakeste (lubjakivi, sool) puhul on lubatud kiirused kuni 4,5 m/s. Insenerid peavad mõõtma kohalikku kiirust, mitte vooluhulka. Kui nõutav protsessikiirus ületab osakeste tüübi maksimumi, määrake paksem PFA sein (2,5–3,0 mm) või võtke meetmeid kiiruse vähendamiseks. 1,5 mm kest on mõeldud ainult väikese kiiruse, madala kontsentratsiooniga või pehmete osakeste suspensioonide jaoks. 1.5 mm ei sobi suure kiirusega kõvade osakeste töötlemiseks, olenemata muudest disainiomadustest. 1,5 mm seina paksus on kõige tüüpilisem tööstuslik paksus, kuid sageli on see abrasiivseks kasutamiseks halb valik. Täpsustage pärast erosioonikiiruse arvutamist. Kahtluse korral minge paksemaks. Erosioon on halastamatu.