เหตุใดเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE จึงโค้งไปทางผนังถังในถังอโนไดซ์แบบลึก

โรงงานอโนไดซ์แห่งหนึ่งได้ดึงเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ขนาดใหญ่ออกจากถังกรดซัลฟิวริกลึก 1,200 มม. หลังจากใช้งานนาน 11 เดือน เครื่องทำความร้อนอยู่ในแนวตรงเมื่อติดตั้ง ตอนนี้มันถูกโค้งไปทางผนังถังประมาณ 14 มม. ที่กึ่งกลาง สลักเกลียวยึดยังแน่นอยู่ และเครื่องทำความร้อนไม่แตก แต่ส่วนโค้งได้เปิดช่องว่างระหว่างเครื่องทำความร้อนกับผนัง ทำให้เกิดบริเวณที่นิ่งซึ่งของเหลวร้อนเกินไปและ PTFE เสื่อมคุณภาพ

การเสียรูปของส่วนโค้งเป็นโหมดความล้มเหลวของโครงสร้างซึ่งพบได้ทั่วไปในถังลึกซึ่งตัวทำความร้อนยาวและเรียว เครื่องทำความร้อนถูกจำกัดไว้ที่ด้านบนด้วยหน้าแปลนสำหรับติดตั้ง และที่ด้านล่างด้วยตัวกั้นหรือฉากยึด เมื่อเครื่องทำความร้อนร้อนขึ้น เครื่องจะขยายตัว ข้อจำกัดนี้ป้องกันการขยายตัวสม่ำเสมอ และตัวทำความร้อนจะโค้งงอเพื่อคลายความเครียด

เหตุใดรถถังระดับลึกจึงส่งเสริมการโค้งคำนับ

ในถังน้ำลึก เครื่องทำความร้อนจะยาว ถังลึก 1,200 มม. อาจต้องใช้เครื่องทำความร้อนที่ยาว 1,000 มม. อัตราส่วนความยาว-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในระดับสูง ซึ่งทำให้เครื่องทำความร้อนมีความยืดหยุ่น เครื่องทำความร้อนที่เรียวยาวโค้งงอได้ง่ายกว่าเครื่องทำความร้อนแบบสั้นและหนา

การกระจายอุณหภูมิในถังน้ำลึกไม่สม่ำเสมอ ส่วนล่างของเครื่องทำความร้อนจะจมอยู่ในของเหลวที่เย็นกว่าและหนาแน่นกว่า ส่วนบนอยู่ในของเหลวที่อุ่นกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่า ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างด้านบนและด้านล่างของเครื่องทำความร้อนทำให้เกิดการขยายตัวที่แตกต่างกัน ด้านบนที่อุ่นกว่าจะขยายตัวมากกว่าด้านล่างที่เย็นกว่า เครื่องทำความร้อนจะโค้งไปทางด้านที่เย็นกว่า

อัตราส่วนความยาวเครื่องทำความร้อน-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลางและความเสี่ยงในการโค้งงอในถังน้ำลึก

ธนูส่งผลต่อประสิทธิภาพของฮีตเตอร์อย่างไร

เครื่องทำความร้อนแบบโค้งจะสร้างช่องว่างระหว่างเครื่องทำความร้อนกับผนังถัง ช่องว่างตรงกลางคันธนูกว้างที่สุด ของเหลวในช่องว่างนั้นนิ่ง-และไม่สามารถไหลเวียนได้อย่างอิสระ พื้นผิวเครื่องทำความร้อนที่หันหน้าไปทางช่องว่างจะร้อนขึ้นเนื่องจากความร้อนไม่สามารถเล็ดลอดเข้าไปในของเหลวที่เทกองได้

อุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้นจะช่วยเร่งการย่อยสลายของ PTFE การสะสมของตะกรัน และการซึมผ่าน บริเวณโค้งคำนับกลายเป็นส่วนแรกของฮีตเตอร์ที่ล้มเหลว

ส่วนโค้งยังเปลี่ยนรูปแบบการไหลที่ด้านกระบวนการของเครื่องทำความร้อนด้วย พื้นผิวเครื่องทำความร้อนไม่ขนานกับผนังอีกต่อไป และการกระจายการไหลไม่สม่ำเสมอ บริเวณที่มีช่องว่างแคบจะมีความเร็วสูงกว่า พื้นที่ที่มีช่องว่างกว้างจะมีความเร็วต่ำกว่า การไหลไม่สม่ำเสมอทำให้อุณหภูมิไม่-สม่ำเสมอในถัง

ป้องกันการเสียรูปของคันธนู

การป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงสุดคือการเพิ่มความแข็งของฮีตเตอร์ ปลอกที่หนากว่าจะต้านทานการโค้งงอได้ดีกว่าปลอกแบบบาง การเพิ่มความหนาของผนังฝักจาก 2.0 มม. เป็น 2.5 มม. จะช่วยลดส่วนโค้งลง 30–40%

การเพิ่มซี่โครงทำให้แข็งภายในหรือท่อรองรับตรงกลางจะช่วยเพิ่มความแข็งโดยไม่ต้องเพิ่มน้ำหนักมากนัก ซี่โครงสามารถเชื่อมหรือยึดติดกับองค์ประกอบภายในได้ และสามารถปรับทิศทางตามแนวความยาวของเครื่องทำความร้อนได้

การออกแบบการติดตั้งที่ยืดหยุ่นรองรับการขยายตัวจากความร้อนโดยไม่กระทบต่อข้อจำกัดที่ทำให้เกิดการโค้งงอ รูเจาะ ตัวยึดแบบสปริง- หรือโครงเลื่อนช่วยให้เครื่องทำความร้อนขยายและหดตัวได้โดยไม่ต้องโค้งงอ

มาตรการป้องกันการเสียรูปของส่วนโค้งในถังน้ำลึก

เมื่อการโค้งคำนับบ่งบอกถึงปัญหาการออกแบบ

เครื่องทำความร้อนที่โค้งงอแม้จะมีปลอกที่หนากว่าและการติดตั้งที่ยืดหยุ่น บ่งชี้ว่าความลึกของถังและความยาวของเครื่องทำความร้อนไม่เหมาะกับการออกแบบเครื่องทำความร้อน โครงสร้างเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แบบกำหนดเองพร้อมปลอกที่หนาขึ้น โครงทำให้แข็งภายใน และการออกแบบการติดตั้งที่ยืดหยุ่น จะช่วยแก้ไขสาเหตุของการโค้งงอ กระบวนการกำหนดคุณสมบัติต้องใช้ความลึกของถัง ช่วงระดับของเหลว ความยาวเครื่องทำความร้อน อุณหภูมิในการทำงาน และกำลังไฟที่ต้องการ สำหรับโรงงานที่มีถังอโนไดซ์แบบลึก การประยุกต์ใช้-แนวทางเฉพาะนี้ช่วยลดการเสียรูปของส่วนโค้งและยืดอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน