Изазов{0}}индукованих вибрација у ДМЦ ребоилерима
Колоне за пречишћавање диметил карбоната (ДМЦ) на 90 степени и 5 бара користе ребоилере типа кеттле- са цевним сноповима обложеним ПФА-. ДМЦ узрокује да ПФА набубри за 1,5% запремине, мењајући механичка својства и пригушивање вибрација цеви. Квантитативна анализа из 7 производних погона ДМЦ показује да зидови ПФА од 2,0 мм набубре на 2,03 мм, смањујући модул еластичности са 480 МПа на 380 МПа (смањење од 21%). Ово смањује природну фреквенцију за 10% и повећава амплитуду вибрација за 25%, смањујући век трајања замора спојева-до-цеви са 10 на 4 године.
Утицај бубрења на механичка својства
ДМЦ апсорпција (1,5% запреминског бубрења) пластифицира ПФА, смањујући крутост и повећавајући капацитет пригушења. Тестирање на 90 степени у ДМЦ-засићеном ПФА:
| Параметар | Дри ПФА | ДМЦ-Отечени ПФА (1,5% оток) | Промена |
|---|---|---|---|
| Модул еластичности (МПа) | 480 | 380 | -21% |
| Модул складиштења (МПа на 1 Хз) | 420 | 320 | -24% |
| Модул губитка (МПа) | 45 | 55 | +22% |
| Однос пригушења (ζ) | 0.05 | 0.08 | +60% |
| Природна фреквенција (ф_н) | 100% | 90% | -10% |
Амплитуда вибрација и динамика снопа цеви
У ребојлерима за котао, двофазни ток (врући ДМЦ) ствара вибрације изазване протоком-. За цев дугу 5 м, смањена крутост повећава амплитуду:
| Тубе Цондитион | природна фреквенција (Хз) | Амплитуда вибрације (врх у мм) | Напон од цеви-до-напона (МПа) | Од животног циклуса до отказа замора |
|---|---|---|---|---|
| суво (основно) | 22 | 0.8 | 25 | >10^7 циклуса |
| ДМЦ{0}}натекао (1,5%) | 20 | 1.0 | 31 | 5×10^6 циклуса |
| ДМЦ-натечен + цурење | 19 | 1.2 | 38 | 2×10^6 циклуса |
| Отечен + оштећен зглоб | 17 | 1.5 | 48 | 5×10^5 циклуса |
Умор у зглобовима{0}}то-тубесхеет
Спој између ПФА цеви и лимова од нерђајућег челика доживљава циклични стрес услед вибрација. Отечени ПФА има мању снагу и веће пузање, убрзавајући отказивање зглоба. Испитивање замора на 90 степени у ДМЦ:
| Јоинт Типе | ПФА Цондитион | Циклуси до цурења (притисак од 1 бар) | Фаилуре Моде |
|---|---|---|---|
| Механички прстен | Суво | 8×10^6 | Отпуштање феруле |
| Механички прстен | Натечен | 2×10^6 | ПФА пузање, цурење |
| Лепком{0}}залепљено | Суво | 5×10^6 | Бонд умор |
| Лепком{0}}залепљено | Натечен | 1×10^6 | Отказивање везе, стрес од отока |
| заварени (ПФА-ПФА) | Натечен | 4×10^6 | Пузање завара, прихватљиво |
Кинетика и стабилизација отока
ДМЦ оток достиже равнотежу након 500 сати на 90 степени. Током овог периода, димензије цеви се мењају, а напрезање зглобова се редистрибуира. За нове бојлере, извршите пред-бубрење (ДМЦ на 90 степени током 500 сати) пре коначног обртног момента механичких спојева. Након равнотеже отока, задржавање обртног момента зглоба се побољшава.
Дебљина зида и напрезање због отицања
Дебљи зидови доживљавају већи напон бубрења због већег ограничења. За зид од 1,5 мм, напон бубрења је 2,5 МПа; за 2,0 мм, 3,5 МПа; за 2,5 мм, 5,0 МПа. Већи стрес убрзава пузање у зглобовима. За ДМЦ сервис, специфицирајте тање зидове (1,5-1,8 мм) да бисте минимизирали напрезање отицања на зглобовима, упркос нешто већем ризику од пермеације.
| Валл Тхицкнесс | Напон бубрења (МПа) | Фактор смањења заједничког живота | Препоручени тип споја |
|---|---|---|---|
| 1.5мм | 2.5 | 0.8x | Механички прстен |
| 1.8мм | 3.0 | 1,0к (основна линија) | Механички или заварени |
| 2.0мм | 3.5 | 1.3x | Заварени |
| 2.5мм | 5.0 | 2.0x | заварени (обавезно) |
Пригушивање вибрација са набубреним ПФА
Повећани однос пригушења (0,05 → 0,08) је користан за смањење амплитуде резонанције, али не може компензовати смањену крутост. Нето ефекат је већа амплитуда при резонанцији. За бојлере са познатим проблемима са вибрацијама изазваним протоком{4}}, специфицирајте потпорне плоче за цеви на ближем размаку (0,8м наспрам. 1.2м) да бисте повећали природну фреквенцију и смањили амплитуду.
Упутство за спецификације за ДМЦ ребоилере
За ДМЦ ребоилере за пречишћавање на 90 степени, наведите ПФА са дебљином зида 1,8 мм (да се смањи напон бубрења) и завареним спојевима цеви-на-лимова. Захтева претходно{5}}набубрење (ДМЦ на 90 степени током 500 сати) пре коначног склапања. За дизајн{9}}критичан за вибрације, одредите ближи размак носача цеви и извршите анализу коначних елемената укључујући механичка својства набубрелог ПФА. Када тражите понуде, наведите дужину цеви, размак између носача и очекивани двофазни режим протока. Премијум за заварене спојеве (10-15% у односу на механичке) је оправдан 4к дужим веком трајања замора у ДМЦ сервису где квар бојлера узрокује гашење колоне које кошта 20.000-50.000 УСД дневно. Код постојећих бојлера са механичким спојевима, поново затегнути након 500 сати почетног рада (накнадно бубрење), а затим једном годишње. За системе са високим вибрацијама (предвидиво моделирањем двофазног тока), наведите зидове од 1,5 мм са завареним спојевима и додатним потпорним плочама.
