Surve reitingu küsimus
Tsirkuleeriv happeline vaskplaadistussüsteem pumpab elektrolüüti läbi välise PTFE kesta{0}}ja-toru soojusvaheti süsteemi rõhul 3 baari. Pump töötab 5,5 baari juures. Auru pool töötab 4 bargi juures. Küsimus protsessiinsenerilt: milline on PTFE torude maksimaalne ohutu töörõhk ja kas see süsteem on piirides?
PTFE-torude rõhuväärtused ei ole üksikud numbrid. Need sõltuvad temperatuurist, seina paksusest, toru läbimõõdust ja sellest, kas rõhk on püsiv või tsükliline. 25 kraadi juures kehtiv reiting ei kehti 80 kraadi juures. Staatilise rõhu nimiväärtus ei pruugi kehtida mahuga pumba pulseeriva voolu kohta.
Purskerõhk vs töörõhk
Tootjad avaldavad toatemperatuuril PTFE-torude purunemisrõhu andmed. Purskerõhk on siserõhk, mis põhjustab kohese katastroofilise rikke. Töörõhk on murdosa purunemisrõhust, mis hõlmab temperatuuri alandamise, tsüklilise väsimuse ja pikaajalise -libisemise ohutustegureid.
8 mm OD × 1 mm seinaga PTFE torude puhul 25 kraadi juures on tüüpiline purunemisrõhk 40–50 baari. Soovitatav töörõhk standardse 3:1 ohutusteguriga on toatemperatuuril 13-16 baari. See tundub 3 baari süsteemi jaoks piisav.
Temperatuur muudab pilti. 80 kraadi juures väheneb PTFE tõmbetugevus ligikaudu 60%-ni toatemperatuuri väärtusest. Purskerõhk langeb proportsionaalselt 24-30 baarini. Töörõhk 3:1 ohutusteguriga muutub 8-10 baariks.
120 kraadi juures on tõmbetugevus ligikaudu 40% ümbritsevast. Purskerõhk langeb 16-20 baarini. Töörõhk muutub 5-7 baariks. 4 bargine aurusüsteem 143 kraadi juures surub sellele piirile lähemale.
Tabel 1: PTFE toru rõhu väärtused vs. temperatuur (8 mm OD × 1 mm sein)
| Töötemperatuur ( kraad ) | u. Purskerõhk (bar) | Soovitatav töörõhk (baar, 3:1 SF) | Sobiv aururõhk (barg) |
|---|---|---|---|
| 25 | 45 | 15 | Kuni 10 |
| 60 | 34 | 11 | Kuni 6 |
| 80 | 27 | 9 | Kuni 5 |
| 100 | 22 | 7 | Kuni 4 |
| 120 | 18 | 6 | Kuni 3 |
| 140 | 15 | 5 | Kuni 2 |
Kasutamata PTFE torude väärtused. Tegelikud hinnangud sõltuvad konkreetsest vaigu klassist ja tootmiskvaliteedist. Vähendamistegurid, mis põhinevad avaldatud PTFE mehaanilistel omadustel vs temperatuurikõveratel.
Tsüklilise rõhu kaalutlused
Mahtpumbaga tsirkulatsioonisüsteemid tekitavad rõhu pulsatsioone. Iga pulsatsioon on miniatuurne väsimustsükkel. PTFE-l on suurepärane paindeväsimuskindlus, kuid pulseeriv siserõhk tekitab rõngaspinge tsüklid, mis erinevad paindeväsimisest.
Märkimisväärse rõhu pulsatsiooniga süsteemide puhul on mõistlik kasutada töörõhule täiendavat ohutustegurit 1,5–2,0. 3 baari ±1 baari pulsatsiooniga süsteemi tuleks hinnata väsimuse vähenemise, mitte ainult staatilise rõhu piirväärtuste suhtes.
Retsirkulatsioonikontuuris olevad painduvad PTFE mähised kogevad ka pumbatava vedeliku välist survet. Torusein näeb sise- ja välisrõhu erinevust. Pumba käivitamise ja seiskamise ajal võivad rõhusiirded lühiajaliselt ületada püsioleku -väärtusi. Maksimaalne soovitatav töörõhk peaks nende siirdeteguritega arvestama, ilma et see läheneks väsimuspiirile.
Süsteemi disaini rõhupiirangud
Kirjeldatud happelise vase tsirkulatsioonisüsteem-3 baari, 5,5-baarine surve, 4 barg auru – nõuab PTFE-toru seina mõlema külje kontrollimist.
Protsessi poolel on maksimaalne rõhk pumba tühikäigul 5,5 baari. PTFE toru 80-kraadise protsessitemperatuuri juures (happeline vask töötab tavaliselt temperatuuril 25–35 kraadi, kuid lokaalne kuumutamine auru sisselaskeava lähedal võib ulatuda kõrgemale) on töörõhu reitinguga 9 baari. 5,5 baari maksimum on piirides.
Auru poolel tõstab 4 barg 152-kraadise küllastustemperatuuri juures PTFE toru seina temperatuuri 140 kraadi lähedale. Töörõhk sellel temperatuuril on ligikaudu 5 baari. 4 barg aururõhk on piirides, kuid vähendatud ohutusvaruga.
Konservatiivne soovitus: vähendage aururõhku 3 bargini, kui töörõhu piir on mugavam, või määrake 1,2 mm seinatoru, et suurendada rõhku kõrgel temperatuuril.
Kokkuvõte
Painduvate PTFE soojusvahetite maksimaalne soovitatav töörõhk sõltub temperatuurist, seina paksusest ja sellest, kas rõhk on püsiv või tsükliline. Ruumitemperatuuri reitingud on kütteteenuse puhul eksitavad. Temperatuuril 120–140 kraadi langevad 1 mm seinatorude töörõhu väärtused 5–6 baarini.
Retsirkuleeriva happelise vase süsteemid töötavad tavaliselt PTFE rõhu piires, kuid aururõhu valikul tuleb arvestada temperatuuri alandamisega. Mahtpumpade pulseeriv vool tagab täiendava ohutusvaru.
Tehniline analüüs PTFE-soojusvaheti rõhu määramiseks konkreetsetes süsteemitingimustes on saadaval töötemperatuuride, protsessi- ja küttekandja rõhkude, pumba tüübi, torude spetsifikatsioonide ja rõhu siirdeandmete esitamisel.
