Beth Yw Effaith Dirwasgiad Cyflym ar wresogydd PFA Sydd Wedi Bod yn Gweithredu ar 2 Far?

Mewn systemau dan bwysau fel awtoclafau, adweithyddion pwysau neu danciau wedi'u selio, mae gwresogyddion PFA wedi'u cynllunio i weithredu gyda'r pwysau mewnol yn cydraddoli â'r system. Yn ystod diwasgedd cyflym o'r system (toriad gwactod neu awyrell frys) mae'r gwahaniaeth pwysau ar draws y wain PFA yn cael ei wrthdroi. O dan amodau gweithredu arferol ar 2 bar (abs) mae'r pwysau yn y gwresogydd (y gofod rhwng y PFA a'r craidd) bron yn hafal i bwysau'r system. Os caiff ei awyru'n gyflym i 1 bar (atmosfferig), bydd pwysedd y system yn mynd i 1 bar, ond gall y pwysau yn yr annulus gwresogydd aros ar 2 bar am eiliadau i funudau, yn dibynnu ar y treiddiad a'r llwybrau awyru. Mae hyn yn achosi gwahaniaeth pwysau o hyd at 1 bar (14.5 psi) o'r tu mewn i'r tu allan, gan roi'r wain PFA mewn straen cylchyn. Ar gyfer gwresogydd PFA gyda wal 25 mm OD a 2 mm, mae gwahaniaeth 1 bar yn rhoi straen cylch=PD / (2 t)=0.1 25 / (2 2)=2.5 / 4=0.625 MPa, ymhell o dan gryfder tynnol PFA (12-15 MPa). Felly nid yw un digwyddiad o ddirwasgiad yn drychinebus. Fodd bynnag, mae iselder cyflym ailadroddus (cannoedd o gylchoedd) yn achosi cracio blinder. Mae'r effaith yn gronnol, mae microcracks yn cychwyn yn y cyswllt ar ôl 500-2,000 o gylchoedd gan symud ymlaen i dreiddiad a methiant yn y pen draw.

Gwahaniaethau straen a phwysau ar ddiwasgedd
Nid y straen cylchyn oherwydd y gwahaniaeth pwysau yw'r broses sylfaenol, ond yr oeri cyflym sy'n cyd-fynd yn aml â diwasgedd. Bydd ehangiad ac oeri adiabatig yn digwydd yn ystod diwasgedd mewn gwasanaeth stêm neu anwedd. Os yw'r system yn stêm dirlawn 2 far (120 gradd), mae awyru'n gyflym i 1 bar yn gostwng y tymheredd ar unwaith i 100 gradd (trwy ehangu). Mae'r gwresogydd PFA ar 120 gradd yn cael sioc thermol o 20 gradd. Mae'r cyfuniad o wahaniaeth pwysau (straen cylchyn 0.625 MPa) a sioc thermol (graddiant tymheredd trwy'r wal) yn achosi straen brig mwy ar ryngwyneb metel PFA. Mae toriad 20 gradd gyda gwahaniaeth pwysau 1 bar-yn agosáu at y terfyn blinder yn arwain at straen uchaf o 3-5 MPa gan ddefnyddio dadansoddiad elfennau meidraidd.

Ar gyfer systemau nad ydynt yn-stem (hylif yn unig) nid yw diwasgedd yn oeri gan fod hylifau bron yn anghywasgadwy. Fodd bynnag, gall nwyon toddedig lifo allan o hydoddiant a chynhyrchu swigod yn cwympo ar wyneb y PFA (cavitation). Mae erydiad ceudod (gweler Erthygl #13) yn fwy dinistriol na'r gwahaniaeth pwysau yn unig.

Yr achos gwaethaf yw diwasgedd cyflym o system ddirlawn poeth lle mae'r PFA wedi amsugno dŵr neu anwedd asid. Wrth i bwysau ostwng, mae'r anweddolion amsugnol yn fflachio i anwedd o fewn wal y PFA, gan gynhyrchu pothelli mewnol (gweler Erthygl #61). Ar 120 gradd, mae'r PFA sy'n dirlawn â dŵr yn agored i bothellu ar wahaniaeth o 1 bar.

Crynodeb o'r Effeithiau yn ôl Math o System
Math o System Amodau Gweithredu Cyfradd Dirwasgiad Straenau Sylfaenol PFA Mecanwaith Difrod Methiant Cylchredau Critigol
Hylif yn unig (dim nwy mewn hydoddiant) 2 bar, 80 gradd Cyflym (<1 sec) Hoop tension 0.6 MPaNone (too little tension) >10,000 (blinder ddim yn arwyddocaol)
Hylif gydag aer toddedig 2 bar, 80 gradd Cavitation Cyflym trwy agor allan tyllu arwyneb 1,000–5,000
Stêm dirlawn 2 bar, 120 gradd Sioc Thermol Cyflym (20 gradd) + Blinder rhyngwyneb cylchyn 500–2,000
Superheated water (>100 gradd ) 2 bar, 120 gradd Fflachio cyflym i stemio yn PFA Pothellu mewnol 200–1000
Anwedd asid + stêm 2 bar, 130 gradd Mae treiddiad anwedd Asid Cyflym yn fflachio + gwres Pothellu + cracio 100–500
Unrhyw un â PFA wedi'i socian yn treiddio Unrhyw genhedlaeth anwedd mewnol Blistering Dirlawn: digwyddiad un-amser
Meintioli Effaith Iselder Ailadrodd
Enghraifft: Gwresogydd PFA mewn gwasanaeth stêm dirlawn ar 120 gradd, 2 bar, 10 o ddiwasgedd cyflym y dydd. (ee cylchoedd swp dyddiol gydag awyrell) Disgwyliad oes:

Dim diwasgedd: bywyd sylfaenol 5-8 mlynedd (beicio thermol)

Gyda datgywasgiad: Bywyd 1-3 blynedd

Mae'r gostyngiad oherwydd y cyfuniad o sioc thermol (oherwydd oeri adiabatig) a straen cylchyn. Os yw'r stêm wedi'i gynhesu'n ormodol (dim dŵr hylif), mae'r oeri yn llai difrifol gan nad oes unrhyw wres cudd yn cael ei ryddhau. Bydd y stêm superheated ar 150 gradd, 2 bar, oeri i 120 gradd ar ddirwasgiad (gostyngiad o 30 gradd) yn achosi straen thermol ychwanegol.

Ychydig o effaith a gaiff diwasgedd cyflym ar systemau hylif yn unig (dim ager). Mae'r straen cylchyn o 0.6 MPa ymhell islaw'r 5-10 MPa sy'n nodweddiadol o feicio thermol. Mae'r prif straen yn cael ei achosi gan ehangiad gwahaniaethol ar wresogi/oeri, nid pwysau.

Dirwasgiad-Lliniaru Systemau Tueddol
Os na ellir osgoi iselder cyflym, gwnewch y canlynol:

Cynyddwch amser fent o 1 eiliad i 30-60 eiliad, awyrwch yn araf. Mae hyn yn dileu sioc gwres ac yn gadael i'r PFA gydraddoli pwysau heb straen.

Gosodwch linell cydraddoli pwysau. Cysylltwch yr ardal annular rhwng PFA ac yn greiddiol i bwysau'r system gan ddefnyddio tiwb turio bach. Mae hyn yn osgoi gwahaniaethau pwysau yn ystod awyrellu.

Ewch yn fwy trwchus PFA: 2.5- wal 3.0 mm=yn gyfatebol llai o densiwn cylchyn. Ar gyfer straen cylchyn wal 3 mm ar 1 bar=0.1 x 25/2 x 3=0.42 MPa-hyd yn oed yn llai.

Sychu'r PFA: Os nad yw'r PFA yn dirlawn â dŵr neu asid, ni fydd fflachio yn digwydd. Os mai diwasgedd rheolaidd yw'r achos, cadwch wresogyddion yn sych ac osgoi trochi hir mewn hylifau treiddio.

Check post-events: Check the insulation resistance after any fast depressurisation. Damage is indicated by drops >20%

Enghraifft yn y maes
Adweithydd fferyllol yn defnyddio gwresogyddion PFA mewn llestr pwysedd wedi'i gynhesu ag ager ar 120 gradd , 2 bar. Roedd y cylchred yn cynnwys diwasgedd cyflym (5 s) ar ddiwedd pob swp (10 swp y dydd). Methodd gwresogyddion bob 8-12 mis o losgi ar wyneb y PFA. Addasodd y ffatri'r cylch i awyru dros 60 eiliad. Dim pothellu, ac mae bywyd y gwresogydd yn 4+ o flynyddoedd. Roedd y 55 eiliad ychwanegol bob swp (10 munud y dydd) yn oddefadwy. Fel arall, nid oes dim wedi newid.

Casgliad: Mae Dirwasgiad Cyflym yn Dim ond Niwed PFA mewn Gwasanaeth Anwedd
Nid yw gwresogyddion PFA yn sensitif iawn i ddiwasgedd cyflym o 2 far yn achos systemau hylif yn unig (straen cylchyn 1 MPa gryn dipyn yn is na'r terfyn blinder). Mewn gwasanaeth stêm neu anwedd dirlawn, mae sioc thermol (20-30 gradd), fflachio mewnol o anweddolion treiddio a straen cylchyn yn arwain at flinder, cracio a phothelli ar ôl 500-2,000 o gylchoedd sy'n cyfyngu bywyd gwresogydd o 50-80%. Dylid awyru'n ysgafn (30-60 eiliad) i osgoi niweidio'r PFA. Ychwanegu llinellau cydraddoli pwysau neu PFA sych cyn gweithredu dan bwysau. Os yw'ch system yn awyru'n gyflym a bod ganddi stêm neu anweddau poeth, mae'n debyg bod eich gwresogydd PFA wedi'i ddifrodi. Profi, lleihau neu dderbyn bywyd llai. Yr anwedd yw'r broblem, nid y pwysau. Rheoli'r anwedd, rheoli'r niwed.