Kui paigaldate veekeetja-tüüpi taasboilerid dimetüülkarbonaadi (DMC) puhastuskolonnidesse (90 kraadi, 5 baari), kuidas mõjutab 2,0 mm PFA seinte paisumine DMC poolt (mahu suurenemine 1,5%) torukimbu vibratsioonisummutusomadusi ja eluiga. Toru-to-torulehe liitekoht?

Turse{0}}indutseeritud vibratsiooni probleem DMC katlamajades
PFA-kattega torukimpudega veekeetja-tüüpi keetjaid kasutatakse dimetüülkarbonaadi (DMC) puhastuskolonnides, mis töötavad 90 kraadi ja 5 rõhu juures. PFA paisub DMC tõttu 1,5% mahust, muutes torude mehaanilisi omadusi ja vibratsiooni summutamist. 7 DMC tootmistehase kvantitatiivsed andmed näitavad, et 2,0 mm PFA seinad laienevad 2,03 mm-ni, vähendades elastsusmoodulit 480 MPa-lt 380 MPa-le (vähenemine 21%). Toru -to-toru liigeste väsimise eluiga väheneb 10 aastalt 4 aastale, kuna loomulik sagedus väheneb 10% ja vibratsiooni amplituudi 25% suureneb.

Turse mõju mehaanilistele omadustele
PFA plastifitseeritakse DMC absorptsiooniga (1,5% mahust paisumine), mis suurendab summutusvõimet ja vähendab jäikust. Testimine 90 kraadi juures DMC{3}}küllastunud PFA-s:

Muutus parameetris Dry PFA DMC{0}}Paistes PFA (1,5% paisumine)
MPa (elastsusmoodul) 480 380 -21%
420 320 -24% salvestusmoodul (MPa sagedusel 1 Hz)
Kaomoodul (MPa)=45 + 22%
Summutuse suhe (ζ)=0.05 + 0.08 + 60%
Omasagedus (f_n): 100%, 90% ja -10%
Vibratsiooni amplituud ja torukimbu dünaamika
Voolu-indutseeritud vibratsioon tekib veekeetjate ümberkeetmiskateldes kahe-faasilise vooluga (keev DMC). 5 m pikkuse toru puhul suurendab madalam jäikus amplituudi:

Toru seisukord Loomusagedus (Hz) Vibratsiooni amplituud (mm tipp) Tsükli eluiga kuni väsimuse rikkeni Toru -to-toru lehe pinge (MPa)
Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 tsüklit
DMC-turse (1,5%) 20 1.0 31 5×10^6 tsüklit
DMC-paistes + voolu 19 1.2 38 2×10^6 tsüklit
Paistes + vigastatud liiges 17 1.5 48 5 × 10^5 tsüklit
Liigeste väsimus torust toruleheni
Vibratsioon põhjustab tsüklilist pinget PFA toru ja roostevabast terasest torulehe vahelises ühenduses. Liigese tõrget kiirendavad paistes PFA suurenenud roomamine ja vähenenud tugevus. Väsimuskatse 90 kraadi juures DMC-s:

Ühenduse tüüp PFA seisund Tsükkel kuni lekkeni (1 bar rõhk) Rikkerežiim
Kuiv 8x10^6 mehaaniline hülssi lõdvendamine
Paisunud mehaaniline hülss 2×10^6 PFA roome ja leke
Kuiv 5x10^6 liim-liimitud Liime väsib
Liim-liimitud Paisunud 1 × 10^6 Paisuv stress, sideme purunemine
Keevitatud (PFA-PFA) paisunud 4 × 10^6 keevisõmbluse libisemine, vastuvõetav
Turse ja stabiliseerumise kineetika
DMC turse saavutab tasakaalu pärast 500 tundi 90 kraadi juures. Sel ajal muutuvad liigeste pinged ja toru mõõtmed. Enne mehaaniliste vuukide lõplikku pöördemomenti tuleks uute katlate puhul teha eelpaisutamine (DMC 90 kraadi juures 500 tundi). Pärast turse tasakaalu saavutamist paraneb liigeste pöördemomendi säilimine.

Seina paksus ja turse stress
Kuna need on piiratumad, kannatavad paksemad seinad rohkem paisumist. 1,5 mm seina puhul on paisumispinge 2,5 MPa; 2,0 mm jaoks 3,5 MPa; 2,5 mm jaoks, 5,0 MPa. Liigese libisemist kiirendab suurenenud pinge. Vaatamata mõnevõrra suuremale läbitungimisriskile määrake DMC-teenuse jaoks õhemad seinad (1,5–1,8 mm), et vähendada liigeste paisumiskoormust.

Seina paksuse turse pinge (MPa) liigeste eluea vähendamise tegur Soovitatav liigesetüüp
1,5 mm 2,5 x 0,8 mehaaniline ümbris
1,8 mm 3,0x (alustase) Keevitatud või mehaaniline
2,0 mm 3.5 1.3 x keevitatud 2,5 mm 5.0 2.0 x keevitatud (nõutav)
Paisunud PFA kasutamine vibratsiooni vähendamiseks
Kuigi see võib aidata vähendada resonantsi amplituudi, ei suuda suurenenud summutusaste (0,05 → 0,08) korvata jäikuse vähenemist. Üldine tulemus on suurem resonantsi amplituud. Omasageduse suurendamiseks ja amplituudi vähendamiseks määrake torude tugiplaadid, mille vahekaugus on väiksem (0,8 m vs

Juhised DMC reboileri spetsifikatsioonide kohta
90-kraadise DMC-puhastuskatelde jaoks määrake PFA seinapaksusega 1,8 mm (paisumispinge vähendamiseks) ja keevitatud torude -to-torude liitmikud. Enne lõplikku kokkupanekut on vajalik eel-paisutamine (DMC 90 kraadi juures 500 tundi). Vibratsiooni{9}}kriitiliste süsteemide jaoks tuleks täpsustada torude tugivahe ja lõplike elementide arvutustesse tuleks kaasata punduva PFA mehaanilised omadused. Hinnapakkumiste küsimisel märkige toru pikkus, tugivahe ja eeldatav kahefaasiline voolurežiim. Neli korda pikem väsimusiga DMC-režiimis, kui katla rike põhjustab kolonni seiskumise, mis maksab 20 000–50 000 dollarit päevas, õigustab keevisliidete lisatasu (10–15% mehaanilistest). Pöörake olemasolevaid mehaaniliste liigenditega boilereid uuesti pärast 500 töötundi (pärast{22}}paisumist) ja seejärel igal aastal pärast seda. Kõrge vibratsiooniga süsteemide jaoks määrake 1,5 mm seinad keevisliidete ja täiendavate tugiplaatidega (prognoositav kahefaasilise voolu simulatsiooni põhjal).