Како одабрати исправан дизајн експанзионог споја за фиксни цевни слој ПТФЕ измењивача?

ПТФЕ измењивач топлоте са фиксним{0}}лимом је механички једноставан и често економски атрактиван, али дизајн укључује основни термички конфликт. ПТФЕ цеви се снажно шире при растућој температури, али се околна челична шкољка врло мало шири. Ако је кретање ограничено, неусклађеност може изазвати огроман аксијални стрес. Неки део измењивача мора да се савије да би апсорбовао ову диференцијалну експанзију. Одговор је метални дилатациони спој са мехом заварен у кућиште - флексибилан сегмент налик хармоници-који се шири и скупља док сноп ПТФЕ цеви термички дише током рада.

Склоп меха је најважнија механичка компонента у целом систему измењивача за било који избор ПТФЕ измењивача са фиксним цевним спојем.

Зашто су потребни дилатациони спојеви на ПТФЕ измењивачима
Екстремно термичко ширење ПТФЕ-а
Коефицијент термичке експанзије ПТФЕ је много већи од угљеничног челика или нерђајућег челика. ПТФЕ цеви се могу проширити неколико пута већом од величине конструкције омотача око њих са променама радне температуре.

Без флексибилног система компензације, могу се појавити значајни проблеми:

Дисторзије у тубесхеет-у

Пукнуће цеви

Прекомерне аксијалне силе

Пуцање шкољке

Замор заваривања

Кварови цурења

Дилатација је зона контролисаних кретања и не дозвољава концентрацију топлотних напрезања у телу измењивача.

Мех као флексибилна граница притиска
Мехови су метална плућа измењивача, која удишу и издишу са сваким термичким циклусом, а истовремено одржавају интегритет баријере притиска. Све док постоји одговарајућа флексибилност, сноп ПТФЕ цеви може да се шири и скупља природно без претераног-оптерећења омотача.

Ову прилагодљивост треба намерно конструисати, а не опонашати генеричку опрему за цеви.

Кључни критеријуми дизајна за избор дилатационих спојева
Пун ход на аксијалном
Најкритичнији параметар у димензионисању дилатације је способност аксијалног померања. Мехови морају безбедно да прихвате укупну процењену топлотну експанзију због ПТФЕ цеви у целом опсегу радне температуре.

Типични прорачуни дизајна узимају у обзир:

Дужина цеви

Коефицијент термичке експанзије ПТФЕ

Разлике у температури покретања

Контракција при искључењу

Процес узнемирен ситуација

Максимална пројектована температура (МДТ)

Прекратко путовање може пренатегнути мехове или довести до квара услед замора компресије.

Зашто волимо мехове са -једнослојним{1}}слојним зидовима
Захтеви за отпорност на притисак
За ПТФЕ измењиваче са фиксним{0}}цевима, мехови су изложени унутрашњем притиску у омотачу, али су такође способни да се померају. Танки, вишеслојни мехови, као што се често користе у системима цевовода ниског притиска, можда неће бити довољно јаки за ову сврху.

Из тог разлога се често усвајају дизајни мехова са једним слојем-зида са једним слојем{1}}.

Предности укључују:

Повећана чврстоћа структуре

Боље задржавање притиска

Повећана количина корозије

Боља отпорност на оштећења

Мања подложност раздвајању слојева

Склоп меха није само флексибилни конектор. То је део посуде под притиском који је истовремено подвргнут оптерећењима топлотом, притиском и замором.

Избор материјала за мехове
Зашто је нерђајући челик 316Л тако чест
Најпопуларнији материјал за мехове измењивача је нерђајући челик 316Л јер нуди мешавину:

Отпорност на корозију

Вештине заваривања

Карактеристике замора

Доступност:

Механичка савитљивост

Отпорност на атмосферску корозију је тада кључни фактор пошто су мехови обично на спољној страни омотача, а не у директном контакту са агресивном хемијом процеса.

Опасности од спољашње корозије
Постројење у којем се налазе мехови може их изложити:

Киселинске паре

Слана{0}}велика влажност

Исперите хемикалије

* Процедура изливања

Контаминација хлоридом

Посебно су хлориди у траговима веома штетни јер могу изазвати корозионо пуцање мехова од нерђајућег челика под затезним напрезањем.

Процес одабира материјала стога мора узети у обзир и радни процес и изложеност животне средине око инсталације измењивача.

Дизајн заморног века и конволуције
Улога конволуционе геометрије
Завоји су набори који се сабијају и протежу са кретањем топлоте да би се створила флексибилност меха.

Дизајн ће се састојати од:

Број конволуција

Висина конволуције

Питцх схапе

Дебљина зидова

Аксијална константа опруге

Премало савијања може узроковати превелику крутост, а превише савијања може узроковати мању способност притиска и отпорност на замор.

Проблеми са термичким циклусом
Измењивачи који пролазе кроз бројна покретања,{0}}искључивања или услове серијског процеса су подвргнути поновљеном температурном циклусу који изазива циклично напрезање материјала меха.

За апликације великог{0}}циклуса, неопходни су дизајни мехова отпорних на замор.

Друге инжењерске мере могу укључивати:

Оптимизован облик конволуције

Смањене области концентрације стреса

Побољшана контрола квалитета завара

Ограничења кретања

Секције ојачаних оковратника

Отказивање услед замора се обично јавља прогресивно иницијацијом пукотине на коренима савијања са великим напрезањем.

Усклађеност са стандардима ЕЈМА и АСМЕ
ЕЈМА критеријуми дизајна
Дилатациони спојеви у омотачу измењивача који одржавају притисак треба да буду пројектовани у складу са критеријумима које је одредило Удружење произвођача експанзионих спојева (ЕЈМА).

Приступ ЕЈМА даје предлоге у вези са:

Прорачун стреса

Анализа умора

Оцена притиска

Ограничења кретања

Предвиђање силе опруге

Предвиђање животног циклуса

АСМЕ додатак 26
У применама посуда под притиском, АСМЕ Додатак 26 такође може да води дизајн мехова и дозвољену процену напрезања.

Коришћење утврђених кодова за дизајн помаже да се осигура да се дилатациони спој сматра потпуно пројектованом компонентом притиска, а не додатном ставком.

Заштита мехова од механичких оштећења
Значај спољашњих плаштаница
Спољна механичка оштећења на завојима меха услед алата, саобраћаја, падајућих предмета или радова на одржавању могу изазвати рањивост.

Због тога група мехова треба да буде опремљена спољним заштитним омотачем.

Поклопац штити од:

Штета од удара

Случајна деформација

Акумулација остатака

Изложеност временским приликама

Контакт са особљем.

Физичка заштита је од виталног значаја за дугорочну поузданост јер мала удубљења или деформације могу у великој мери да смање животни век од замора.

Зашто Офф--полице за проширење не раде
Инжењерски захтеви прилагођени
Фиксни-измјењивач ПТФЕ-а са цијевима доводи до веома специјализованих услова пуњења:

Висок термички померај

Притисак »

Циклично оптерећење

Излагање корозивној околини

Механичко тресење

Експанзијски спојеви за цевоводе који се не користе у продаји ретко су адекватни у употреби јер нису намењени да испуне захтеве комбинованог кретања и притиска у сервису ПТФЕ измењивача.

Уместо тога, сваки склоп меха треба да буде конструисан тако да одговара геометрији измењивача и условима рада.

Резиме
Дилатациони спој је генијално конструисана флексибилна карика која превазилази основну дилему топлотног напрезања са фиксним-цевастим ПТФЕ измењивачем топлоте. Мех на сигуран начин компензује велику температурну разлику у порасту између ПТФЕ цеви и околног челичног омотача и спречава оштећење механичког оптерећења измењивача док одржава интегритет притиска.

Избор ПТФЕ измењивача са фиксним цевним плочама са дилатационим спојем одговарајуће величине је резултат пажљивог разматрања капацитета аксијалног хода, дебљине зида, геометрије конволуције, отпорности на замор, отпорности на корозију и придржавања стандарда дизајна ЕЈМА или АСМЕ. Подједнако кључни за дуготрајан{1}}век трајања су одговарајућа спољна заштита и еколошка компатибилност.

Једна од најпоузданијих машина у инжењерингу термичке опреме често је она која је намењена да с грациозношћу прилагоди сопствено унутрашње кретање, а не да му се укочено одупире.