การปิดระบบที่ก่อให้เกิดความเสียหาย
ระบบกรดหมุนเวียนปิดการทำงานเพื่อการบำรุงรักษา ปั๊มหมุนเวียนหยุดทำงาน เช็ควาล์วในท่อส่งกลับซึ่งอยู่เหนือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE หลายเมตร บรรจุของเหลวไว้หนึ่งคอลัมน์ ขณะที่ท่อเย็นลง ของเหลวจะหดตัว ทำให้เกิดแรงดันลบในส่วนปิด ท่อ PTFE ได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันบวกภายในจากไอน้ำ พบกับสุญญากาศภายนอกจากด้านกระบวนการ
เมื่อระบบรีสตาร์ท ความร้อนที่ปล่อยออกมาจะลดลง อุณหภูมิของอ่างต้องดิ้นรนเพื่อให้ถึงจุดที่ตั้งไว้ การตรวจสอบพบว่าท่อ PTFE หลายท่อยุบ-ส่วนขวางที่เป็นวงกลม-ให้แบนเป็นรูปวงรี ท่อไม่รั่ว แต่รูปร่างที่ผิดรูปจำกัดการไหลของไอน้ำภายในและการถ่ายเทความร้อนภายนอก
กลไกความล้มเหลวนี้สามารถป้องกันได้โดยสิ้นเชิง มีสาเหตุมาจากการป้องกันสุญญากาศที่ไม่เพียงพอในการออกแบบท่อของกระบวนการ ไม่ใช่มาจากข้อบกพร่องในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE
กลไกการล่มสลาย
ท่อ PTFE ได้รับการออกแบบมาเพื่อต้านทานแรงดันภายใน-ความเค้นของห่วงจากไอน้ำหรือน้ำร้อนที่ดันออกไปด้านนอก ความยืดหยุ่นและความต้านทานการคืบของวัสดุรองรับภาระนี้ได้ดี แรงดันภายนอกที่ทำให้เกิดความเค้นของห่วงอัดเป็นสภาวะการรับน้ำหนักที่แตกต่างออกไปซึ่งอาจไม่ได้ออกแบบท่อไว้
ท่อทรงกลมที่มีผนังบาง-ภายใต้แรงดันภายนอกจะล้มเหลวโดยการโก่งงอเมื่อแรงดันภายนอกเกินแรงดันยุบตัวที่สำคัญ แรงดันนี้ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาของผนัง โมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุที่อุณหภูมิใช้งาน และความกลม-ของ-
ที่อุณหภูมิสูง โมดูลัสยืดหยุ่นของ PTFE จะลดลงอย่างมาก ท่อที่ทนทานต่อสุญญากาศเต็มที่ที่ 25 องศาอาจพังทลายลงที่ 100 องศาภายใต้แรงดันที่แตกต่างกัน การรวมกันของอุณหภูมิสูงระหว่างการทำงานและแรงดันลบฉับพลันระหว่างการปิดเครื่องทำให้เกิดเงื่อนไขกรณีที่แย่ที่สุด-
ส่วนที่ยุบอาจไม่ใช่ทั้งท่อ แรงดันลบอาจมีการแปลในบางส่วนของท่อ การยุบตัวของท่อเกิดขึ้นที่จุดที่อ่อนแอที่สุด-โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงกลาง-ช่วงระหว่างส่วนรองรับ โดยที่ท่อมีข้อจำกัดภายนอกน้อยที่สุด
ตารางที่ 1: เกณฑ์การประเมินการยุบตัวของท่อ PTFE (OD 10 มม. ผนัง 1 มม.)
| ไข่ (%) | รูปลักษณ์ภายนอก | ข้อ จำกัด การไหล | ผลกระทบจากการถ่ายเทความร้อน | การจัดการ |
|---|---|---|---|---|
| < 5 | แบนเล็กน้อยแทบมองไม่เห็น | เล็กน้อย | เล็กน้อย | ยอมรับบริการต่อเนื่อง เฝ้าสังเกต |
| 5-15 | รูปร่างรูปไข่ที่มองเห็นได้ | ส่วนน้อย (< 10% flow reduction) | ส่วนน้อย | ลดแรงดันไอน้ำ การเปลี่ยนแผน |
| 15-30 | แบนอย่างเห็นได้ชัด | ปานกลาง (ลดลง 10-30%) | ปานกลาง | เปลี่ยนใหม่เมื่อปิดระบบตามกำหนดครั้งถัดไป |
| 30-50 | แบนอย่างรุนแรง | รุนแรง (ลดลง 30-50%) | รุนแรง | เปลี่ยนทันที |
| > 50 | ผนังยับเกือบปิด | Critical (>ลด 50%) | วิกฤต | ทดแทนทันที ตรวจสอบท่อที่อยู่ติดกัน |
ความตกไข่=(Dmax - Dmin) / Dnominal × 100% Dnominal คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อเดิม การวัดที่ทำที่หน้าตัดที่ผิดรูปที่สุด-
ขั้นตอนการตรวจสอบ
การตรวจสอบเริ่มต้นด้วยการตรวจสายตาภายนอก ท่อที่ยุบตัวจะแบนอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับท่อที่อยู่ติดกันที่ไม่เสียหาย โซนการเปลี่ยนผ่านจากส่วนตัดขวางแบบวงกลมไปเป็นวงรี-อาจแสดงความเครียดสีขาว-มีลักษณะขุ่นใน PTFE ซึ่งบ่งชี้ถึงการให้ผลผลิตเฉพาะจุด
การตกไข่จะวัดด้วยคาลิปเปอร์หรือเกจ go/no-go ที่จุดที่ผิดรูปมากที่สุด มีการบันทึกเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสูงสุดและต่ำสุด การวัดหลายจุดตลอดท่อจะแสดงให้เห็นขอบเขตของการยุบตัว
การตรวจสอบภายในอาจต้องมีการตรวจด้วยกล้องส่องกล้องหากสามารถเข้าถึงปลายท่อได้ ทางเดินภายในอาจปิดบางส่วนหรือทั้งหมด สำหรับท่อที่ดูเหมือนว่าจะยุบตัวจนสุดจากภายนอก การตรวจสอบภายในจะยืนยันว่ายังมีช่องทางไหลหลงเหลืออยู่หรือไม่
ควรตรวจสอบท่อที่อยู่ติดกับท่อที่ยุบด้วย แรงดันชั่วครู่ที่ทำให้ท่อหนึ่งพังอาจทำให้ท่ออื่นผิดรูปบางส่วน ท่อที่มีลักษณะเป็นวงกลมอาจมีความต้านทานการยุบตัวลดลงเนื่องจากการบางลงจากการให้บริการครั้งก่อนโดยตรวจไม่พบ
การซ่อมแซมและการป้องกัน
ท่อที่ยุบไม่สามารถซ่อมแซมได้ รูปร่างที่ผิดรูปจะเปลี่ยนประสิทธิภาพทางกลและความร้อนอย่างถาวร ต้องเสียบหรือเปลี่ยนท่อ
หากการออกแบบส่วนหัวทำให้สามารถแยกท่อแต่ละท่อได้ สามารถเสียบท่อที่ยุบตัวไว้ที่ปลายทั้งสองข้างและปล่อยไว้กับที่ ท่อที่เหลือยังคงถ่ายเทความร้อนต่อไป แม้ว่าความจุรวมจะลดลงเล็กน้อยก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว การสูญเสียกำลังการผลิตจากท่อที่เสียบปลั๊กหนึ่งท่อในชุดท่อหลาย-นั้นเป็นที่ยอมรับได้
การป้องกันจำเป็นต้องมีการป้องกันสุญญากาศในการวางท่อกระบวนการ วาล์วเบรกเกอร์สุญญากาศที่ติดตั้งที่จุดสูงสุดของระบบท่อช่วยให้อากาศเข้ามาได้เมื่อความดันลดลงต่ำกว่าบรรยากาศ วาล์วต้องมีขนาดตามอัตราการทำความเย็นสูงสุดที่คาดหวัง สำหรับระบบที่มีการปิดเครื่องบ่อยครั้ง เบรกเกอร์สุญญากาศอัตโนมัติพร้อมการตอบสนองตำแหน่งจะให้การป้องกันที่เชื่อถือได้
อีกทางหนึ่ง สามารถระบุตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE สำหรับการบริการสุญญากาศเต็มรูปแบบในขั้นตอนการออกแบบ ซึ่งต้องใช้ผนังท่อที่หนาขึ้นหรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าเพื่อเพิ่มแรงกดดันในการพังทลายที่สำคัญ การปรับประสิทธิภาพการระบายความร้อนของผนังที่หนาขึ้นถือเป็นต้นทุนของความทนทานต่อสุญญากาศ
สรุป
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ยุบตัวเป็นผลมาจากสุญญากาศภายนอกที่สร้างขึ้นระหว่างการปิดปั๊ม เมื่อการหดตัวของของเหลวในระบบท่อแบบปิดทำให้เกิดแรงดันลบ ท่อผนังบาง-ที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันภายในอาจงอได้ภายใต้สุญญากาศภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้น
การตรวจสอบจะประเมินการตกไข่ที่หน้าตัดที่ผิดรูปที่สุด- ท่อที่มีรูปไข่เกิน 30% จำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ การป้องกันต้องใช้วาล์วเบรกเกอร์สุญญากาศในการวางท่อกระบวนการหรือข้อกำหนดเฉพาะของขนาดท่อสุญญากาศ-เต็ม-ในขั้นตอนการออกแบบ
คำแนะนำทางวิศวกรรมสำหรับการประเมินท่อยุบและการออกแบบการป้องกันสุญญากาศมีให้เมื่อส่งขนาดท่อ อุณหภูมิการทำงาน โครงร่างท่อ และขั้นตอนการปิดเครื่อง
