مشکل افتادگی
یک لوله مبدل حرارتی افقی PTFE که فقط در انتهای آن پشتیبانی می شود تحت وزن خود فرو می رود. افتادگی فقط انحراف الاستیک اولیه نیست- بلکه در طول زمان با خزش PTFE تحت تنش خمشی پایدار رشد میکند. لوله در تمام طول عمر تجهیزات به آویزان شدن ادامه می دهد.
افتادگی بیش از حد مشکلات متعددی ایجاد می کند. لوله آویزان شیب زهکشی میعانات را کاهش می دهد و باعث جمع شدن میعانات و تلفات انتقال حرارت مرتبط می شود. لوله آویزان ممکن است با لوله های زیر خود تماس پیدا کند و جریان فرآیند را محدود کند. افتادگی تنش خمشی را در نقاط تکیه گاه افزایش می دهد و خزش را بیشتر تسریع می کند. افتادگی باید توسط فاصله نگهدارنده کنترل شود.
محاسبه انحراف خزش
انحراف الاستیک یک تیر با تکیه گاه ساده تحت وزن خود عبارت است از: δ=5 × w × L4 / (384 × E × I)، که در آن w وزن در واحد طول، L طول دهانه، E مدول الاستیک و I ناحیه ممان اینرسی است.
برای PTFE، انحراف خزش بزرگتر از انحراف الاستیک است. ضریب خزش به دما، سطح تنش و زمان بستگی دارد. برای یک عمر 10 ساله در 80 درجه، ضریب خزش تقریباً 2.5-3.5 × انحراف الاستیک است.
برای یک لوله PTFE دیواری 10 میلیمتری OD × 1.0 میلیمتری (پر از بخار و میعانات):
| طول دهانه (میلی متر) | انحراف الاستیک (میلی متر) | انحراف خزش در 10 سال (میلی متر) | قابل قبول؟ |
|---|---|---|---|
| 500 | 0.4 | 1.2 | بله (شیب زهکشی حفظ شده است) |
| 750 | 2.0 | 6.0 | حاشیه ای (کاهش شیب) |
| 1,000 | 6.3 | 19 | خیر (افت بیش از حد) |
| 1,500 | 32 | 96 | فاجعه بار |
توصیه فاصله پشتیبانی
برای لوله های مبدل حرارتی افقی PTFE، فاصله پشتیبانی باید انحراف خزش 10 ساله را به کمتر از 5 میلی متر محدود کند. برای یک لوله OD 10 میلی متری با دیواره 1.0 میلی متری در 80 درجه، حداکثر طول دهانه 600-700 میلی متر است.
برای دماهای بالاتر -جایی که سرعت خزش سریعتر است-طبقه باید کاهش یابد. در 120 درجه، حداکثر دهانه 450-500 میلی متر است. در 150 درجه، 350-400 میلی متر است.
فاصله نگهدارنده به عنوان تعداد صفحات نگهدارنده در طول لوله مشخص می شود. یک لوله 3- متری با دهانه 500 میلی متری به 5 تکیه گاه میانی (6 دهانه) نیاز دارد. هزینه صفحه پشتیبانی متوسط است و مزیت-افت کنترل شده و زهکشی پایدار قابل توجه است.
برهمکنش زهکشی میعانات
لوله آویزان دارای شیب زهکشی کاهش یافته در وسط دهانه است. شیب موثر در میانه-شاخه صفر است-لوله در نقطه حداکثر انحراف افقی است. این صافی موضعی می تواند باعث تجمع میعانات شود که وزن لوله را بیشتر می کند و خزش را تسریع می کند. فاصله تکیه گاه باید به اندازه کافی نزدیک باشد که افتادگی مشکل زهکشی ایجاد نکند. معیار حداکثر انحراف 5 میلی متر این نگرانی را برطرف می کند.
خلاصه
تعداد نقاط پشتیبانی، انحراف خزش لوله های مبدل حرارتی افقی PTFE را کنترل می کند. برای یک لوله OD 10 میلی متری در 80 درجه، فاصله پشتیبانی 600-700 میلی متر، انحراف خزش 10 ساله را به 5 میلی متر محدود می کند. دمای بالاتر نیاز به فاصله نزدیک تری دارد. فاصله پشتیبانی یک پارامتر طراحی حیاتی برای پایداری ابعادی طولانی مدت و قابلیت اطمینان زهکشی میعانات است.
پشتیبانی مهندسی برای محاسبه فاصله پشتیبانی پس از ارائه ابعاد لوله، دمای عملیاتی، عمر مفید مورد نیاز و محدودیتهای انحراف قابل قبول در دسترس است.
