За 1 мм танак ПФА зид у абразивној суспензији при 1,5 м/с, максимална дозвољена величина честица да се избегне питтинг (локализована ерозија дубља од 0,1 мм/годишње) је 150–200 µм за тврде честице (силицијум, глиница, Мохс 7–9) и 0 µм угљични део (меки угљеник 300 µм). полимерне перле, Мохс 3–4). Веће честице изазивају питинг јер њихова енергија удара (Е ∝ д³ × в²) премашује критични праг за принос ПФА. Честица силицијум диоксида од 300 µм при 1,5 м/с генерише ударну енергију од приближно 0,5 µЈ, што је довољно за стварање микро-кратера (дубине 5–10 µм) на површини ПФА. Поновљени удари повећавају кратер у јаму. За зид од 1 мм, јаме дубље од 0,3 мм (30% дебљине) значајно смањују животни век. Да бисте спречили питтинг, ограничите величину честица на<200 µm for hard abrasives, or reduce velocity to <1.0 m/s.
Енергија удара и праг питтинга
Критична величина честица д_црит је изведена из модела ерозије: д_црит ∝ (Х_ПФА / (ρ_п × в²))^(1/3), где је Х_ПФА тврдоћа (≈ 65 Схоре Д, ≈ 20 МПа удубљење). За силицијум диоксид (ρ=2,650 кг/м³), в=1.5 м/с, д_црит ≈ 180 µм.
Веће честице изазивају питтинг јер:
Имају већу кинетичку енергију (скале са д³)
Они стварају дубље удубљење (скале са д)
Они имају тенденцију да утичу под већим угловима (мање ротације)
За зид од 1 мм, дубина јаме од 0,3 мм смањује преосталу дебљину на 0,7 мм – и даље је прихватљиво. Али јаме делују као концентратори стреса. Једном када отпочне удубљење, стопа ерозије се локално убрзава.
Границе величине честица према материјалу
| Партицле Материал | Тврдоћа (Мохс) | Густина (кг/м³) | Максимална величина за зид од 1 мм (µм) при 1,5 м/с | Очекивана дубина јаме (µм/годишње) | Препорука |
|---|---|---|---|---|---|
| Силика песак | 7 | 2,650 | 150–180 | 30–50 | Прихватљиво |
| Алумина | 9 | 3,900 | 100–130 | 50–80 | Маргинални |
| Силицијум карбид | 9.5 | 3,200 | 80–100 | 80–120 | Не препоручује се |
| Стаклене перле | 5.5 | 2,500 | 250–300 | 10–20 | Сафе |
| кречњак (ЦаЦО₃) | 3 | 2,700 | 350–400 | 5–15 | Сафе |
| Полимерне пелете (ХДПЕ) | 1–2 | 950 | >1,000 | <5 | Сафе |
| Металне ситнице (челик) | 5 | 7,800 | 150–200 | 20–40 | Прихватљиво |
| Летећи пепео | 5–6 | 2,200 | 200–250 | 15–30 | Прихватљиво |
Утицај брзине на критичну величину честица
| Брзина (м/с) | Критични д за силицијум диоксид (µм) | Дубина јаме (µм/годишње) при д=200 µм | Напомене |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 400 | <5 | Безбедно (без удубљења) |
| 1.0 | 250 | 10–20 | Прихватљиво |
| 1.5 | 180 | 30–50 | Маргина за танак зид |
| 2.0 | 120 | 80–120 | Висок ризик за зид од 1 мм |
| 2.5 | 90 | 150–200 | Неприхватљиво |
| 3.0 | 70 | 250–300 | Брзи отказ |
Практични водич за 1 мм ПФА зид
| Захтев за услугом | Максимална величина честица | Мак Велоцити | Очекивани живот (године) |
|---|---|---|---|
| Тврде честице (силицијум, глиница) | <150 µm | 1.5 m/s | 1–2 |
| Тврде честице | <100 µm | 2.0 m/s | 1–2 |
| Тврде честице | <200 µm | 1.0 m/s | 2–3 |
| Меке честице (кречњак, стакло) | <400 µm | 1.5 m/s | 3–5 |
| Било које честице | N/A | <0.5 m/s | 5–10 (занемарљива ерозија) |
Пример поља
A mining slurry contained 250 µm silica sand at 1.5 m/s. A 1 mm PFA wall heater developed pits (0.4 mm deep) after 8 months, leading to perforation at a pit. The plant installed a 2 mm wall heater (same slurry). Pitting depth was 0.2 mm after 18 months (still safe). The plant also installed a hydrocyclone to remove particles >150 µм. Зидни грејач од 1 мм је тада трајао 3 године.
Детецтион оф Питтинг
Прегледајте површину грејача помоћу лупе (10–20×). Јаме се појављују као мали кратери (пречника 0,2-1 мм). Измерите дубину јаме помоћу мерача дубине или помоћу фине игле. Ако дубина јаме прелази 0,3 мм на зиду од 1 мм, планирајте замену у року од 6 месеци. Ако више удубљења прелази 0,5 мм, одмах замените.
Ублажавање за превелике честице
Инсталирајте екран или филтер upstream to remove particles >200 µm.
Смањите брзину протоказа 20–30% (ерозија опада за 50–70%).
Користите дебљи зид(2–3 мм) – омогућава дубље рупице пре перфорације.
Користите рукав за хабање(ПТФЕ, 1–2 мм) који се могу заменити (погледајте члан #64).
Закључак: За зид од 1 мм при 1,5 м/с, максимална величина честица мања или једнака 150–200 µм за тврде абразиве
За ПФА грејач са зидом дебљине 1 мм у абразивној суспензији при 1,5 м/с, максимална дозвољена величина честица да се избегне питтинг је 150–200 µм за тврде честице (силицијум диоксид, алуминијум) и 300–400 µм за меке честице (кречњак, стакло). Веће честице изазивају ударне кратере (јаме) који се временом продубљују, перфорирајући танки зид. Ако се превелике честице не могу уклонити, повећајте дебљину зида на 2–3 мм, смањите брзину или уградите хабајући рукав. Зид од 1 мм је деликатан. Не може да издржи велике, тврде честице. Величина је важна. Филтрирајте их, успорите или згусните. Живот вашег грејача зависи од контроле честица. Измерите своју кашу, упознајте своје честице, дизајнирајте у складу са тим. У абразивној употреби, танки зидови су ризични. Дебели зидови су сигурнији. Бирајте мудро.
