Modifikuojant virdulį-tipo perkaitintuvus dimetilkarbonato (DMC) valymo kolonėlėse (90 laipsnių, 5 barai), kaip 2,0 mm PFA sienelių išsipūtimas dėl DMC (tūrio padidėjimas 1,5 %) veikia vamzdžių pluošto vibracijos slopinimo charakteristikas ir gyvavimo charakteristikas Vamzdžio-į-vamzdelio lakšto jungtis?

DMC reboilerių patinimo{0}}sukeltos vibracijos problema
Virdulio-tipo reboileriai su PFA-dengtais vamzdelių ryšuliais naudojami dimetilkarbonato (DMC) valymo kolonėlėse, veikiančiose esant 90 laipsnių ir 5 slėgiui. Dėl DMC PFA išsipučia 1,5% tūrio, todėl keičiasi vamzdžių mechaninės charakteristikos ir vibracijos slopinimas. Kiekybiniai duomenys iš 7 DMC gamyklų rodo, kad 2,0 mm PFA sienelės išsiplečia iki 2,03 mm, sumažindamos tamprumo modulį nuo 480 MPa iki 380 MPa (21 % sumažėjimas). Vamzdžių{14}}į-vamzdžių lakštų sąnarių nuovargio tarnavimo laikas sutrumpėja nuo 10 metų iki 4 metų, nes 10 % sumažėja natūralus dažnis ir 25 % padidėja vibracijos amplitudė.

Brinkimo įtaka mechaninėms savybėms
PFA plastifikuojamas DMC absorbcijos būdu (1,5 % tūrio išsipūtimas), todėl padidėja slopinimo geba ir sumažėja standumas. Bandymas 90 laipsnių kampu naudojant DMC{3}}prisotintą PFA:

Sauso PFA DMC parametro pokytis{0}}Pabrinkęs PFA (1,5 % išsipūtimas)
MPa (tamprumo modulis) 480 380 -21 %
420 320 -24% atminties modulis (MPa esant 1 Hz)
Nuostolių modulis (MPa)=45 + 22 %
Slopinimo koeficientas (ζ)=0.05 + 0.08 + 60 %
Natūralus dažnis (f_n): 100 %, 90 % ir -10 %
Vibracijos amplitudė ir vamzdžių pluošto dinamika
Srauto-sukelta vibracija virdulių reboilatoriuose sukuriama dviejų-fazių srautu (virimo DMC). 5 m ilgio vamzdžiui mažesnis standumas padidina amplitudę:

Vamzdžio būklė Natūralaus dažnio (Hz) Vibracijos amplitudė (mm didžiausia) Ciklo trukmė iki nuovargio gedimas Vamzdis-iki-vamzdžio lakšto įtempis (MPa)
Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 ciklai
DMC-patinimas (1,5 %) 20 1.0 31 5×10^6 ciklai
DMC-patinimas + srautas 19 1.2 38 2×10^6 ciklai
Ištinęs + sužalotas sąnarys 17 1.5 48 5×10^5 ciklai
Sąnarių nuovargis nuo vamzdžio iki vamzdelio
Vibracija sukelia ciklinį įtempimą jungtyje tarp PFA vamzdžio ir nerūdijančio plieno vamzdžio lakšto. Sąnarių gedimą pagreitina patinusių PFA padidėjęs šliaužimas ir sumažėjęs stiprumas. Nuovargio bandymas 90 laipsnių kampu DMC:

Jungties tipas PFA Būklė ciklų iki nuotėkio (1 baras slėgis) Gedimo būdas
Sausas 8x10^6 mechaninis įvorės atlaisvinimas
Ištinęs mechaninis 2 × 10^6 PFA šliaužimas ir nuotėkis
Sausas 5x10^6 klijuojamas-sulipdytas jungties nuovargis
Klijai -priklijuoti Patinę 1×10^6 Brinkimo įtempimas, sukibimo gedimas
Suvirintas (PFA-PFA) Išpūstas 4 × 10^6 suvirinimo valkšnumas, priimtinas
Brinkimo ir stabilizavimo kinetika
DMC patinimas pasiekia pusiausvyrą po 500 valandų 90 laipsnių temperatūroje. Šiuo metu kinta jungties įtempių poslinkiai ir vamzdžio matmenys. Naujiems katilams prieš galutinį mechaninių jungčių sukimo momentą reikia atlikti išankstinį išpūtimą (DMC 90 laipsnių kampu 500 valandų). Po patinimo pusiausvyros pagerėja sąnario sukimo momento išlaikymas.

Sienos storis ir patinimas
Kadangi jos yra labiau suvaržytos, storesnės sienos patiria didesnį patinimą. 1,5 mm sienai brinkimo įtempis yra 2,5 MPa; 2,0 mm, 3,5 MPa; 2,5 mm, 5,0 MPa. Sąnario šliaužimą pagreitina padidėjusi įtampa. Nepaisant šiek tiek didesnės prasiskverbimo rizikos, DMC priežiūrai nurodykite plonesnes sieneles (1,5–1,8 mm), kad sumažintumėte sąnarių pūtimo apkrovą.

Sienelės storis, patinimas įtempimas (MPa) Sąnario tarnavimo trukmės mažinimo koeficientas Siūlomas sąnario tipas
1,5 mm 2,5 x 0,8 mechaninis antgalis
1,8 mm 3,0 x (pagrindinis) Suvirintas arba mechaninis
2,0 mm 3.5 1.3 x suvirintas 2,5 mm 5.0 2.0 x suvirintas (būtina)
Išbrinkusio PFA naudojimas vibracijai sumažinti
Nors tai gali padėti sumažinti rezonanso amplitudę, padidėjęs slopinimo koeficientas (0,05 → 0,08) negali kompensuoti sumažėjusio standumo. Didesnė amplitudė esant rezonansui yra bendras rezultatas. Norėdami padidinti natūralų dažnį ir sumažinti amplitudę, nurodykite vamzdžių atramines plokštes su mažesniu atstumu (0,8 m vs

DMC reboiler specifikacijų gairės
DMC valymo katilams 90 laipsnių kampu nurodykite PFA, kurio sienelės storis yra 1,8 mm (siekiant sumažinti brinkimo įtempį) ir suvirintas vamzdžių -su-vamzdžių lakštų jungtis. Prieš galutinį surinkimą būtinas išbrinkimas (DMC 90 laipsnių kampu 500 valandų). Vibracijos -kritinėms sistemoms turėtų būti nurodytas artimesnis vamzdžio atramos atstumas, o pūtimo PFA mechaninės savybės turėtų būti įtrauktos į baigtinių elementų skaičiavimus. Pateikdami užklausą nurodykite vamzdžio ilgį, atstumą tarp atramų ir numatomą dviejų{11}fazių srauto režimą. Keturis -kart ilgesnis eksploatavimo laikas nuo nuovargio dirbant DMC, kai sugedus katilui sustojama kolonėlė, kainuojanti 20 000–50 000 USD per dieną, pateisina suvirintų jungčių kainą (10–15 %, palyginti su mechaninėmis). Pakartotinai priveržkite esamus katilus su mechaninėmis jungtimis po 500 valandų pradinio eksploatavimo (po{22}}išpūtimo), o vėliau kasmet. Nurodykite 1,5 mm sieneles su suvirintomis jungtimis ir papildomomis atraminėmis plokštėmis sistemoms, kuriose yra didelė vibracija (numatoma pagal dviejų{25}}fazių srauto modeliavimą).