Ovaalsus, mis lühendab elu
Täiuslikult ümmarguse{0}}ristlõikega PTFE-soojusvaheti toru jaotab sisemise aururõhu ühtlaselt ümber oma ümbermõõdu. Rõnga pinge on kõigis punktides võrdne. Toru roomab ühtlaselt ja seina õhenemine edeneb etteaimatavalt.
Isegi vähese ovaalsusega toru koondab pinge minimaalse kõverusraadiusega punktidesse. Rõnga pinge on suurem seal, kus sein kõverdub järsemalt. Roomamine kiireneb nendes{2}}kõrge stressiga kohtades. Seina hõrenemine muutub-ebaühtlaseks. Purskerõhk-sisemine rõhk, mille juures toru rebeneb,-langeb kiiremini, kui ühtsete-seinamudelite puhul ennustatakse.
Seos esialgse ovaalsuse ja pikaajalise{0}}purske rõhu püsimise vahel on kvantifitseeritav. Ovaalsustolerantsi määramine valmistamise ajal tagab, et toru säilitab piisava survevõime kogu selle kavandatud kasutusea jooksul.
Ovaliteedist tulenev stressikontsentratsioon
Täiesti ümmarguse õhukeseseinalise -toru puhul on rõnga pinge: σ=P × D / (2 × t), kus P on siserõhk, D on keskmine läbimõõt ja t on seina paksus. See on standardne Barlow valem.
Ovaalse toru puhul on rõnga pinge minimaalse raadiuse punktis suurem. Pingekontsentratsiooni tegur K sõltub ovaalsusest, mis on defineeritud järgmiselt: ovaalsus (%)=(Dmax - Dmin) / Dnominaalne × 100.
2% ovaalsuse korral on stressi kontsentratsiooni tegur ligikaudu 1,15-, mis tähendab, et lokaalne rõngaspinge suureneb 15%. 5% ovaalsuse korral K ≈ 1,35. 10% ovaalsuse korral K ≈ 1,70. Suurenenud stress põhjustab kõrge kõverusega punktides kiiremat roomamist. Toru muutub järk-järgult ovaalsemaks, kuna libisemine õhendab seina eelistatavalt nendes kohtades. Tagasiside ahel kiireneb.
Tabel 1: Ovaalsuse mõju 5-aastase purunemisrõhu püsimisele (10 mm OD × 1 mm seinaga modifitseeritud PTFE, 3 barg auru 143 kraadi juures)
| Esialgne ovaalsus (%) | Stressi kontsentratsioonifaktor (K) | Seinte hõrenemine 5 aastaga (% originaalist) | Lõhkemisrõhu säilimine 5 aasta pärast (% algsest) | Dispositsioon |
|---|---|---|---|---|
| < 1.0 | < 1.08 | 5-8% (ühtlane) | 85-90% | Vastuvõetav 10+-aastaseks teenistuseks |
| 1.0-2.0 | 1.08-1.15 | 8-12% (veidi ebaühtlane) | 78-85% | Vastuvõetav 5-8-aastaseks teenistuseks |
| 2.0-3.0 | 1.15-1.22 | 12-18% (mõõdetavalt ebaühtlane) | 70-78% | Marginaalne; vähendada kontrolli intervalli |
| 3.0-5.0 | 1.22-1.35 | 18-28% (nähtavalt ebaühtlane) | 60-70% | Vahetage välja 3 aasta jooksul |
| > 5.0 | > 1.35 | >28% (kiirenev) | < 60% | Vahetage järgmisel võimalusel |
Väärtused on arvutatud modifitseeritud PTFE jaoks 143-kraadise küllastunud auru juures. Virgin PTFE näitab umbes 30-50% kiiremat seina õhenemist sama ovaalsuse juures tänu suuremale roomekiirusele.
Tootmise ovaalsuse spetsifikatsioonid
PTFE torusid toodetakse pasta ekstrusiooni teel. Ekstrusiooniprotsess tekitab loomulikult teatud määral ovaalsust. Väljapressitud ovaalsus oleneb ekstrudeerimisvormi konstruktsioonist, väljatõmbepingest-ja jahutuskiirusest.
Tavaliste kaubanduslike PTFE-torude ovaalsus on tavaliselt 1-3%. See on piisav enamiku soojusvaheti rakenduste jaoks, mis töötavad alla 4 barg aurusurve. Kõrgema rõhuga töötamise või pikema kasutusea nõuete jaoks tuleks täpsustada torud, mille ovaalsus on alla 1,5%.
Ovaalsust mõõdetakse mikromeetri või optilise komparaatoriga iga toru mitmes punktis. Kriitiliste rakenduste puhul on soovitatav 100% kontrollida toru ovaalsust keskpunktis ja mõlemas otsas. Mõõtmisandmed tuleks lisada materjali sertifitseerimisdokumentatsiooni.
Jaotises-Teenuse ovaalsuse jälgimine
Toru ovaalsus suureneb aja jooksul kõrgete{0}}pingepunktide roomamise tõttu. Toru ovaalsuse perioodiline mõõtmine plaanilise hoolduse ajal annab varajase hoiatuse eluea lõppemise lähenemisest. Ovaalsuse suurenemise trend näitab, et roomamine kiireneb ja seinte hõrenemine muutub ebaühtlaseks.
Kui kasutuse ovaalsus saavutab-5%, on toru kulunud umbes 50–60% oma kasutusajast. Asendamine tuleks planeerida. Kui ovaalsus jõuab 8-10% -ni, on purunemisrõhu ohutustegur lähenemas minimaalsele vastuvõetavale tasemele ja soovitatav on kohene asendamine.
Kokkuvõte
Toru esialgne ovaalsus mõjutab otseselt PTFE-soojusvahetite pikaajalist{0}}lõhkemisrõhu säilimist. Ovaalsus alla 2% tagab ühtlase roomamise ja prognoositava seina õhenemise 5-8 kasutusaasta jooksul. Üle 3% ovaalsus kiirendab ebaühtlast hõrenemist suure kumerusega punktides, vähendades 5 aasta jooksul purunemissurve säilimist 60–70%-ni.
Ovaalsuse tolerantsi määramine 2% või väiksem tootmisel ja ovaalsuse jälgimine hoolduse ajal annab kvantifitseeritava aluse kasutusea prognoosimiseks ja asendamise ajakava koostamiseks.
Konkreetsete soojusvaheti rakenduste PTFE toru ovaalsuse aktsepteerimise kriteeriumide tehnilised spetsifikatsioonid on saadaval auru rõhu, nõutava kasutusea, toru mõõtmete ja kehtivate kontrolliprotseduuride esitamisel.
