بخاریهای نصبشده در مخازن همزن بهطور مکرر دقیقاً در همان مکان-معمولاً درست زیر نقطه نصب فلنج-علیرغم اینکه هیچ نشانهای از حمله شیمیایی، گرمای بیش از حد، یا آسیب ضربه را نشان نمیدهند، از کار میافتند. مخزن حاوی یک میکسر قدرتمند است که تلاطم سطحی قابل مشاهده و جریان های جریان قوی در سراسر حجم ایجاد می کند. هر تعویض فقط چند ماه طول می کشد تا همان شکستگی تمیز دوباره ظاهر شود. مدیران تعمیر و نگهداری و متخصصان قابلیت اطمینان تا زمانی که تشخیص دهند که علت اصلی نقص مادی نیست بلکه خستگی ناشی از ارتعاش ناشی از هم زدن مخزن است، با هزینههای تعمیر و تعویض مکرر مواجه میشوند.
خستگی ناشی از ارتعاش زمانی ایجاد می شود که تنش چرخه ای خمشی به طور مکرر غلاف بخاری را فراتر از حد استقامت آن خم می کند. طول بدون تکیه گاه بخاری به عنوان یک تیر یا اهرم کنسول عمل می کند و حتی ارتعاشات متوسط ناشی از پروانه همزن، جریان آشفته یا گردش مجدد پمپ را تقویت می کند. نوسانات کوچک در دیواره مخزن یا سطح سیال به انحرافات بسیار بزرگتر در نوک بخاری تبدیل می شود. در طی هزاران چرخه، ترکهای میکروسکوپی در نقاطی با بالاترین غلظت تنش-معمولاً از انتقال فلنج{4}}به-جایی که هندسه و ناپیوستگیهای جوش یا چین وجود دارد، شروع میشوند. تنش چرخه ای به تدریج این ترک ها را از طریق دیواره PTFE منتشر می کند تا زمانی که غلاف شکسته شود و اجازه می دهد تا مایع فرآیند به اجزای داخلی برسد.
علامت مشخصه خرابی خستگی ناشی از ارتعاش را از سایر حالت های آسیب متمایز می کند. شکستگی تمیز و شکننده به نظر می رسد، اغلب عمود بر محور لوله، بدون تغییر شکل، فرورفتگی یا ذوب موضعی. سطوح شکستگی، خطوط خستگی کلاسیک را در زیر بزرگنمایی کم- نشان میدهند. این به شدت در تضاد با آسیب ضربه است، که باعث خرد شدن یا تابش ترک های قابل مشاهده در اطراف یک فرورفتگی می شود، یا با حمله شیمیایی، که باعث سفید شدن سطح و نازک شدن تدریجی می شود. از آنجایی که شکستگی در داخل مخزن رخ می دهد و ممکن است در زیر آب بماند، اپراتورها اغلب مشکل را تنها زمانی کشف می کنند که حفاظت از زمین{5}}خطا کند یا کنترل دما نامنظم شود.
چندین اقدام عملی خستگی ناشی از ارتعاش را از بین می برد یا تا حد زیادی کاهش می دهد. ساپورت های میانی نشان دهنده موثرترین و مقرون به صرفه ترین راه حل هستند. یک تکیه-وسط دهانه-معمولاً یک براکت PTFE یا فلوئوروپلیمری{4}}که به دیواره یا کف مخزن متصل میشود-طول پشتیبانینشده را کوتاه میکند و انحراف را محدود میکند. در عمل، یک تکیه-وسط دهانه میتواند دامنه ارتعاش را تا ۹۰ درصد کاهش دهد و عمر گرمکن را از ماهها به سالها افزایش دهد. لرزشگیرها یا پدهای نصب ارتجاعی در فلنج، بخاری را از حرکت دیواره{10}}مخزن بیشتر جدا میکند. افزایش قطر بخاری یا ضخامت دیواره، سفتی را افزایش می دهد و فرکانس طبیعی را از محدوده عملکرد همزن دور می کند.
اجتناب از تشدید اهرم قدرتمند دیگری را فراهم می کند. هر بخاری دارای فرکانس طبیعی است که توسط طول، قطر، مدول مواد و شرایط انتهایی تعیین می شود. هنگامی که این فرکانس با سرعت چرخش همزن یا فرکانس عبور تیغه-همسان شود، دامنه ارتعاش به طور چشمگیری چند برابر می شود. یک راه حل معمول برای تشدید، تغییر اندکی طول بخاری برای تغییر فرکانس طبیعی آن از سرعت کار همزن است. تنظیمات میدانی ساده-کوتاه کردن بخاری به میزان 100 تا 150 میلی متر یا اضافه کردن یک جرم کوچک در نوک آن{8}}سیستم را بدون تغییر در عملکرد فرآیند از رزونانس خارج میکند. تنظیمات سرعت همزن یا نصب درایوهای فرکانس متغیر{10}به اپراتورها اجازه میدهد از سرعتهای بحرانی شناساییشده در طول راهاندازی اجتناب کنند.
برای نصب مخزن جدید، تجزیه و تحلیل ارتعاش در طول طراحی به طور کامل از مشکلات جلوگیری می کند. مدلسازی اجزای محدود-یا محاسبات ساده با دست، فرکانسهای طبیعی و دامنههای انحراف مورد انتظار را تحت شرایط هم زدن مشخص پیشبینی میکنند. سپس میتوان مکان، طول و الزامات پشتیبانی را قبل از ساخت بهینه کرد. مخازن موجود از نظارت دوره ای ارتعاش با استفاده از شتاب سنج های قابل حمل که به طور موقت بر روی فلنج بخاری نصب شده اند بهره می برند. خوانشهای بیش از 5 میلیمتر بر ثانیه سرعت RMS نشاندهنده تنش چرخهای بیش از حد و نیاز به افزودن پشتیبانی فوری است.
خستگی ارتعاشی، طول بدون پشتوانه، فرکانس تشدید، تکیه گاه های میانی و تنش چرخه ای بنابراین یک حالت شکست کاملاً قابل کنترل را تشکیل می دهند تا یک پیامد اجتناب ناپذیر تحریک. طراحی و پشتیبانی مکانیکی مناسب، یک منبع مزمن خرابی را به عملکرد طولانی مدت قابل اعتماد تبدیل می کند. مهندسان کارخانه و متخصصان قابلیت اطمینان که این ملاحظات را در مرحله مشخصات یا در طول مقاومسازی به کار میگیرند، از سرمایهگذاری سرمایه محافظت میکنند و تولید مداوم را در محیطهای فرآیندی آشفته حفظ میکنند. برای مخازن با تلاطم شدید یا عناصر گرمکن غیرمعمول طولانی، تجزیه و تحلیل ارتعاش اولیه در طول طراحی، مشکلات بالقوه را قبل از ایجاد خرابی شناسایی میکند و امکان انتخاب مطمئن پیکربندیهای بخاری قوی را از همان ابتدا فراهم میکند.
