Κατά την εκ των υστέρων τοποθέτηση του βραστήρα-Επαναβραστήρες τύπου σε στήλες καθαρισμού ανθρακικού διμεθυλεστέρα (DMC) (90 μοίρες , 5 bar), Πώς η διόγκωση των τοίχων PFA 2,0 mm από την DMC (Αύξηση όγκου 1,5%) επηρεάζει τη λιπώδη απόσβεση κραδασμών της δέσμης σωλήνων Σωλήνα-σε-Συναρμογή Tubesheet;
Αφήστε ένα μήνυμα
Το πρόβλημα της διόγκωσης-Προκαλούμενη δόνηση σε αναβραστήρες DMC
Σε στήλες καθαρισμού ανθρακικού διμεθυλεστέρα (DMC) που λειτουργούν σε 90 μοίρες και πίεση 5, χρησιμοποιούνται αναβραστήρες τύπου-βραστήρα με δέσμες σωλήνων με επικάλυψη-PFA. Το PFA διογκώνεται κατά 1,5% σε όγκο ως αποτέλεσμα του DMC, αλλάζοντας τα μηχανικά χαρακτηριστικά και την απόσβεση των κραδασμών των σωλήνων. Τα ποσοτικά δεδομένα από 7 μονάδες παραγωγής DMC δείχνουν ότι οι τοίχοι PFA 2,0 mm επεκτείνονται στα 2,03 mm, μειώνοντας το μέτρο ελαστικότητας από 480 MPa σε 380 MPa (μείωση 21%). Η διάρκεια κόπωσης της άρθρωσης από σωλήνα-σε-σωληνάριο μειώνεται από 10 σε 4 χρόνια ως αποτέλεσμα 10% μείωσης της φυσικής συχνότητας και αύξησης 25% του εύρους δόνησης.
Επίδραση της διόγκωσης στις μηχανικές ιδιότητες
Το PFA πλαστικοποιείται με απορρόφηση DMC (1,5% διόγκωση όγκου), η οποία αυξάνει την ικανότητα απόσβεσης και μειώνει την ακαμψία. Δοκιμή στους 90 βαθμούς σε DMC-κορεσμένο PFA:
Αλλαγή της παραμέτρου Dry PFA DMC-Swellen PFA (1,5% πρήξιμο)
MPa (μέτρο ελαστικότητας) 480 380 -21%
420 320 -24% συντελεστής αποθήκευσης (MPa σε 1 Hz)
Συντελεστής απώλειας (MPa)=45 + 22%
Λόγος απόσβεσης (ζ)=0.05 + 0.08 + 60%
Φυσική συχνότητα (f_n): 100%, 90% και -10%
Εύρος κραδασμών και Δυναμική δέσμης σωλήνων
Η δόνηση που προκαλείται από ροή-παράγεται στους αναβραστήρες βραστήρα με ροή δύο- φάσεων (βρασμός DMC). Για ένα σωλήνα μήκους 5 μέτρων, η χαμηλότερη ακαμψία αυξάνει το πλάτος:
Κατάσταση σωλήνα Φυσική συχνότητα (Hz) Ένταση κραδασμών (χιλιοστά αιχμής) Κύκλος διάρκειας ζωής έως αποτυχία κόπωσης σωλήνας-έως-Τάσεις σε φύλλο σωλήνα (MPa)
Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 κύκλοι
DMC-πρησμένο (1,5%) 20 1.0 31 5×10^6 κύκλοι
DMC-διογκωμένο + ροή 19 1.2 38 2×10^6 κύκλοι
Πρησμένη + τραυματισμένη άρθρωση 17 1.5 48 5×10^5 κύκλοι
Αρθρική κόπωση από το Tube στο Tubesheet
Οι κραδασμοί προκαλούν κυκλική καταπόνηση στη σύνδεση μεταξύ του σωλήνα PFA και του φύλλου σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα. Η αποτυχία της άρθρωσης επιταχύνεται από τον αυξημένο ερπυσμό και τη μειωμένη αντοχή του διογκωμένου PFA. Δοκιμή κόπωσης στους 90 βαθμούς σε DMC:
Τύπος αρμού PFA Κατάσταση Κύκλοι έως διαρροή (1 bar πίεσης) Τρόπος αστοχίας
Ξηρό 8x10^6 μηχανική χαλάρωση κουμπωτών
Διογκωμένο μηχανικό δακτύλιο 2×10^6 PFA ερπυσμός και διαρροή
Dry 5x10^6 Adhesive-bonded Bond fatigue
Adhesive-bonded Swellen 1×10^6 Οίδημα στρες, αστοχία δεσμού
Συγκολλημένο (PFA-PFA) διογκωμένο 4×10^6 ερπυσμός συγκόλλησης, αποδεκτό
Κινητική Διόγκωσης και Σταθεροποίησης
Η διόγκωση DMC επιτυγχάνει ισορροπία μετά από 500 ώρες στους 90 βαθμούς. Αυτή τη στιγμή, η τάση της άρθρωσης μετατοπίζεται και οι διαστάσεις του σωλήνα αλλάζουν. Προ{4}}διόγκωση (DMC στους 90 βαθμούς για 500 ώρες) θα πρέπει να γίνει για νέους αναβραστήρες πριν από την τελική ροπή των μηχανικών αρθρώσεων. Μετά την ισορροπία διόγκωσης, η διατήρηση της ροπής της άρθρωσης βελτιώνεται.
Πάχος τοιχώματος και στρες διόγκωσης
Επειδή είναι πιο περιορισμένοι, οι παχύτεροι τοίχοι υφίστανται μεγαλύτερη πίεση διόγκωσης. Για τοίχο 1,5 mm, η τάση διόγκωσης είναι 2,5 MPa. για 2,0 mm, 3,5 MPa; για 2,5 mm, 5,0 MPa. Ο ερπυσμός της άρθρωσης επιταχύνεται από αυξημένη τάση. Παρά τον κάπως υψηλότερο κίνδυνο διείσδυσης, καθορίστε λεπτότερα τοιχώματα (1,5–1,8 mm) για σέρβις DMC για να μειώσετε το φορτίο διόγκωσης στις αρθρώσεις.
Προτεινόμενος τύπος άρθρωσης οίδημα πάχους τοιχώματος (MPa) Συντελεστής μείωσης ζωής της άρθρωσης
1,5 χιλ. 2,5 x 0,8 μηχανικός δακτύλιος
1,8mm 3,0x (βασική γραμμή) Συγκολλημένο ή μηχανικό
2,0 mm 3.5 1.3x Συγκολλημένο 2,5 mm 5.0 2.0x Συγκολλημένο (απαιτείται)
Χρήση διογκωμένου PFA για τη μείωση των κραδασμών
Αν και μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του πλάτους συντονισμού, ένας αυξημένος λόγος απόσβεσης (0,05 → 0,08) δεν μπορεί να αναπληρώσει τη μειωμένη ακαμψία. Μεγαλύτερο πλάτος στον συντονισμό είναι το συνολικό αποτέλεσμα. Για να βελτιώσετε τη φυσική συχνότητα και να μειώσετε το πλάτος, καθορίστε πλάκες στήριξης σωλήνων με μικρότερη απόσταση (0,8 m έναντι. 1.2 m) για επαναβραστήρες με γνωστά προβλήματα δόνησης που προκαλούνται από ροή-.
Οδηγίες για τις Προδιαγραφές του Reboiler DMC
Για επαναβραστήρες καθαρισμού DMC στους 90 βαθμούς , καθορίστε PFA με πάχος τοιχώματος 1,8 mm (για μείωση της τάσης διόγκωσης) και συγκολλημένους συνδέσμους σωλήνων-σε-σωλήνων. Πριν από την τελική συναρμολόγηση, είναι απαραίτητη η προ-διόγκωση (DMC στους 90 βαθμούς για 500 ώρες). Για τα κρίσιμα συστήματα κραδασμών-θα πρέπει να καθορίζονται στενότερες αποστάσεις στήριξης σωλήνων και οι μηχανικές ιδιότητες του PFA διόγκωσης θα πρέπει να περιλαμβάνονται στους υπολογισμούς πεπερασμένων στοιχείων. Δώστε το μήκος του σωλήνα, την απόσταση υποστήριξης και το αναμενόμενο καθεστώς ροής δύο φάσεων-όταν ζητάτε τιμές. Η τετραπλάσια διάρκεια κόπωσης κατά τη διάρκεια λειτουργίας DMC, όταν η αστοχία του reboiler έχει ως αποτέλεσμα τη διακοπή της στήλης με κόστος 20.000–50.000 $ την ημέρα, δικαιολογεί το ασφάλιστρο για συγκολλημένες συνδέσεις (10–15% έναντι των μηχανικών). Αναστρέψτε τους υπάρχοντες reboiler με μηχανικούς αρμούς μετά από 500 ώρες αρχικής λειτουργίας (μετά-πρήξιμο) και στη συνέχεια κάθε χρόνο στη συνέχεια. Καθορίστε τοίχους 1,5 mm με συγκολλημένους αρμούς και επιπλέον πλάκες στήριξης για συστήματα με υψηλούς κραδασμούς (προβλέψιμο από προσομοίωση ροής δύο φάσεων).
