ไข่ที่ทำให้ชีวิตสั้นลง
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ที่มีหน้าตัดเป็นวงกลม-สมบูรณ์จะกระจายแรงดันไอน้ำภายในอย่างสม่ำเสมอตามเส้นรอบวง ความเครียดของห่วงเท่ากันทุกจุด ท่อคืบคลานอย่างสม่ำเสมอ และผนังบางจะดำเนินไปอย่างคาดเดาได้
ท่อที่มีรูปไข่เพียงเล็กน้อยจะเน้นที่จุดที่มีรัศมีความโค้งต่ำสุด ความเค้นของห่วงจะสูงขึ้นเมื่อผนังโค้งงอมากขึ้น คืบคลานเร่งความเร็วที่-ตำแหน่งที่มีความเครียดสูงเหล่านี้ การทำให้ผนังบางลงไม่สม่ำเสมอ- แรงดันระเบิด-แรงดันภายในที่ท่อแตก-ลดลงเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้โดยโมเดลผนังที่สม่ำเสมอ-
ความสัมพันธ์ระหว่างการตกไข่ครั้งแรกกับการรักษาแรงดันระเบิด-ในระยะยาวสามารถวัดได้ การระบุความทนทานต่อการตกไข่ ณ เวลาที่ผลิตทำให้มั่นใจได้ว่าท่อจะรักษาความสามารถในการรับแรงดันที่เพียงพอตลอดอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้
ความเข้มข้นของความเครียดจากการตกไข่
สำหรับท่อที่มีผนังบาง-เป็นวงกลมอย่างสมบูรณ์ ความเค้นของห่วงคือ: σ=P × D / (2 × t) โดยที่ P คือความดันภายใน D คือเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย และ t คือความหนาของผนัง นี่คือสูตรบาร์โลว์มาตรฐาน
สำหรับท่อรูปวงรี ความเค้นของห่วงที่จุดรัศมีต่ำสุดจะสูงกว่า ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียด K ขึ้นอยู่กับการตกไข่ ซึ่งกำหนดเป็น: Ovality (%)=(Dmax - Dmin) / Dnominal × 100
ที่การตกไข่ 2% ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดจะอยู่ที่ประมาณ 1.15- ซึ่งเพิ่มขึ้น 15% ของความเครียดเฉพาะที่ ที่การตกไข่ 5% K µ 1.35 ที่การตกไข่ 10% K µ 1.70 ความเครียดที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการคืบคลานเร็วขึ้นที่จุดโค้งสูง ท่อจะค่อยๆ กลายเป็นวงรีมากขึ้นเนื่องจากการคืบคลานทำให้ผนังบางลงโดยเฉพาะในตำแหน่งเหล่านี้ วงจรป้อนกลับจะเร่งความเร็ว
ตารางที่ 1: ผลกระทบของรูปไข่ต่อการเก็บรักษาแรงดันระเบิดในระยะเวลา 5 ปี (PTFE ดัดแปลงผนัง 10 มม. × 1 มม., ไอน้ำ 3 barg ที่ 143 องศา)
| การตกไข่เริ่มต้น (%) | ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียด (K) | ผนังบางที่ 5 ปี (% ของเดิม) | การเก็บรักษาแรงดันระเบิดที่ 5 ปี (% ของต้นฉบับ) | การจัดการ |
|---|---|---|---|---|
| < 1.0 | < 1.08 | 5-8% (สม่ำเสมอ) | 85-90% | สามารถใช้บริการได้ 10+ ปี |
| 1.0-2.0 | 1.08-1.15 | 8-12% (ไม่สม่ำเสมอเล็กน้อย) | 78-85% | สามารถรับบริการได้ 5-8 ปี |
| 2.0-3.0 | 1.15-1.22 | 12-18% (วัดได้ไม่สม่ำเสมอ) | 70-78% | ชายขอบ; ลดระยะเวลาการตรวจสอบ |
| 3.0-5.0 | 1.22-1.35 | 18-28% (เห็นได้ชัดว่าไม่สม่ำเสมอ) | 60-70% | เปลี่ยนใหม่ภายใน 3 ปี |
| > 5.0 | > 1.35 | >28% (เร่ง) | < 60% | เปลี่ยนในโอกาสต่อไป |
ค่าที่คำนวณสำหรับ PTFE ดัดแปลงที่ไอน้ำอิ่มตัว 143 องศา Virgin PTFE แสดงให้เห็นว่าผนังบางเร็วขึ้นประมาณ 30-50% ที่รูปไข่เดียวกัน เนื่องจากอัตราการคืบที่สูงขึ้น
ข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับรูปไข่ของการผลิต
ท่อ PTFE ผลิตโดยการอัดขึ้นรูปแบบเพสต์ กระบวนการอัดขึ้นรูปทำให้เกิดการตกไข่ในระดับหนึ่งตามธรรมชาติ การ-รูปไข่ที่อัดออกมานั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบแม่พิมพ์อัดขึ้นรูป การดึง-แรงดึงออก และอัตราการเย็นตัว
โดยทั่วไปแล้ว ท่อ PTFE เชิงพาณิชย์จะมีรูปไข่ 1-3% ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนส่วนใหญ่ที่ทำงานต่ำกว่าแรงดันไอน้ำ 4 บาร์ก สำหรับบริการที่มีแรงดันสูงหรือความต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ควรระบุท่อที่มีรูปไข่ต่ำกว่า 1.5%
การตกไข่จะวัดด้วยไมโครมิเตอร์หรือเครื่องเปรียบเทียบทางแสงที่หลายจุดตลอดแต่ละหลอด สำหรับการใช้งานที่สำคัญ แนะนำให้ตรวจสอบรูปไข่ของท่อที่จุดกึ่งกลางและปลายทั้งสองข้าง 100% ข้อมูลการวัดควรรวมอยู่ในเอกสารรับรองวัสดุ
ใน-การตรวจสอบ Ovality ของบริการ
การตกไข่ของท่อจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการคืบคลานที่จุดความเครียดสูง- การวัดรูปไข่ของท่อเป็นระยะๆ ในระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลาจะช่วยเตือนล่วงหน้าว่าใกล้จะหมดอายุการใช้งาน แนวโน้มของการตกไข่ที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ว่าการคืบกำลังเร่งขึ้น และผนังบางลงไม่สม่ำเสมอ-
เมื่อ-การตกไข่ของบริการถึง 5% หลอดจะใช้เวลาประมาณ 50-60% ของอายุการคืบที่เป็นประโยชน์ ควรมีการวางแผนการเปลี่ยนทดแทน เมื่อการตกไข่ถึง 8-10% ปัจจัยด้านความปลอดภัยจากแรงดันระเบิดจะเข้าใกล้ระดับต่ำสุดที่ยอมรับได้ และแนะนำให้เปลี่ยนทันที
สรุป
การตกไข่ของท่อเริ่มต้นส่งผลโดยตรง-การกักเก็บแรงดันจากการระเบิดในระยะยาว{0}}ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ไข่ที่ต่ำกว่า 2% รับประกันการคืบคลานที่สม่ำเสมอและผนังบางที่คาดการณ์ได้ตลอดอายุการใช้งาน 5-8 ปี การตกไข่ที่สูงกว่า 3% จะเร่งการผอมบาง-ไม่สม่ำเสมอที่จุดที่โค้งสูง ช่วยลดการกักเก็บแรงดันระเบิดเป็น 60-70% ภายใน 5 ปี
การระบุค่าเผื่อการตกไข่ที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2% ในการผลิต และการตรวจสอบการตกไข่ระหว่างการบริการ ถือเป็นพื้นฐานเชิงปริมาณสำหรับการคาดการณ์อายุการใช้งานและกำหนดเวลาการเปลี่ยน
ข้อกำหนดทางวิศวกรรมสำหรับเกณฑ์การยอมรับรูปวงรีของท่อ PTFE ในการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจำเพาะนั้นมีให้เมื่อส่งแรงดันไอน้ำ อายุการใช้งานที่ต้องการ ขนาดของท่อ และขั้นตอนการตรวจสอบในปัจจุบัน
