نحوه بهینه سازی طرح نصب برای کاهش خوردگی ساییدگی ذرات لوله های گرمایش فولاد ضد زنگ 316

بسیاری از خطوط تولید شیمیایی، معدنی و فرآوری مواد معدنی حاوی ذرات معلق جامد مانند پودر سنگ معدن، بقایای محصول و نمک های تبلور هستند. هنگامی که سیال با سرعت بالا ذرات را حمل می کند تا به طور مداوم دیواره بیرونی لوله های گرمایشی 316 را تحت تأثیر قرار دهد و مالش دهد، لایه غیرفعال غنی از کروم- روی سطح فلز خراشیده و کنده می شود. ماتریس در معرض تازه به سرعت با محیط های خورنده واکنش نشان می دهد و خوردگی حفره ای ناشی از ساییدگی ایجاد می کند. چیدمان نادرست نصب، شدت ضربه ذرات را تقویت می‌کند و مناطق مرده سایش طولانی‌مدت- را تشکیل می‌دهد، در حالی که طراحی طرح‌بندی علمی می‌تواند تا حد زیادی خوردگی سایشی را بدون ارتقاء مواد لوله گرمایش تضعیف کند.

حالت نصب عمودی و افقی اثرات سایش ذرات کاملاً متفاوتی را ایجاد می کند. لوله های گرمایش نصب شده افقی ذرات جامد را در نیمه پایینی بدنه لوله تحت فشار گرانش جمع می کنند. محیط جاری، ذرات رسوب را به سمت ساییدن مکرر سطح لوله هدایت می کند و کمربندهای سایش گسترده ای را تشکیل می دهد. در مقابل، چیدمان عمودی به ذرات اجازه می دهد تا در امتداد دیواره لوله بدون انباشته شدن درازمدت به پایین سر بخورند و آسیب اصطکاک پایدار را به طور قابل توجهی کاهش دهند. برای سیستم های دوغابی با محتوای جامد بالا، نصب عمودی طرح ترجیحی است، در حالی که آرایش افقی باید فقط برای مایع تمیز{5}}کدورت پایین و مجهز به دریچه های تخلیه رسوب پایینی معمولی باشد.

فاصله بین لوله های گرمایش مجاور به طور مستقیم نیروی ضربه ذرات سیال را تغییر می دهد. اگر لوله ها به طور متراکم با شکاف هایی کمتر از دو برابر قطر بیرونی لوله چیده شوند، جریان سیال به کانال های باریک فشرده می شود و سرعت جریان موضعی و انرژی جنبشی ذرات را افزایش می دهد. جت‌های ذرات با سرعت بالا به شدت سمت جلوی هر لوله گرمایشی را ساییده می‌کنند و قسمت عقبی مناطق گردابی با سرعت کم- را تشکیل می‌دهد که در آن ذرات به طور مکرر در گردش و آسیاب می‌شوند. طرح معقول فاصله ای بیش از سه برابر قطر بیرونی لوله را برای متعادل کردن توزیع سیال، کاهش ضربه جت متمرکز و حذف مناطق سایشی گرداب ذرات در گردش بین لوله ها ذخیره می کند.

موقعیت نسبی بین لوله های گرمایش و ورودی سیال، آسیب اولیه سایش را تعیین می کند. لوله‌های گرمایشی که مستقیماً روبه‌روی ورودی تغذیه مخزن قرار می‌گیرند، تأثیر مستقیم پیوسته جریان مملو از ذرات ورودی را تحمل می‌کنند و سطح قوس جلویی در عرض چند ماه علائم سایش یکنواخت عمیقی را ایجاد می‌کند. طرح‌بندی بهینه‌شده، گروه‌های لوله گرمایش را به ناحیه جانبی ورودی منتقل می‌کند، و-بافل‌های راهنمای جریان قوس‌دار را در درگاه تغذیه اضافه می‌کند تا جریان ذرات با سرعت بالا به طور یکنواخت پخش شود. بافل ها انرژی جنبشی ذرات را بافر می کنند و یک جت قوی را به چند جریان پراکنده ملایم تقسیم می کنند و قدرت برخورد بین ذرات و سطوح لوله را کاهش می دهند.

موقعیت ارتفاع در داخل مخزن واکنش نیز بر شدت خوردگی سایش تأثیر می گذارد. قسمت پایین مخزن بیشتر ذرات جامد سنگین را جمع آوری می کند، بنابراین لوله های گرمایشی که خیلی نزدیک به پایه نصب می شوند در دوغاب با غلظت{1} بالا غوطه ور می شوند و دچار سنگ زنی شدید می شوند. برای جلوگیری از تماس با رسوبات غلیظ، لازم است فاصله ایمن از کف حداقل 200 میلی متر بین پایین ترین لوله گرمایش و کف مخزن رزرو شود. از نصب لوله های گرمایش در نزدیکی تیغه های همزن خودداری کنید. همزدن با سرعت بالا، گردابهای ذرات آشفته ایجاد می کند که آسیب خراش موضعی روی دیواره لوله را تشدید می کند.

لوازم جانبی ساختاری کمکی می‌توانند عملکرد ضد سایش طرح‌بندی را بیشتر بهینه کنند. غلاف‌های راهنمای جریان مقاوم در برابر سایش-قوس-در سمت باد لوله‌های گرمایشی که ضربه ذرات متمرکز می‌شود، نصب کنید. از براکت‌های فلزی تیز که سطوح لوله را در حین ارتعاش سیال خراش می‌دهند، خودداری کنید و آن‌ها را با تکیه‌گاه‌های{5}}PTFE نرم سطحی پهن جایگزین کنید تا سایش اصطکاک در نقاط ثابت کاهش یابد. بازرسی منظم چیدمان لوله های گرمایش جابجا شده را تنظیم می کند تا از تماس نزدیک جزئی و ساییدگی ذرات متمرکز جلوگیری کند.

表格

خلاصه مختصر

بهینه سازی چیدمان نصب لوله گرمایش با تنظیم جهت قرارگیری، فاصله لوله، موقعیت نسبی ورودی و فاصله ارتفاع مخزن می تواند به طور موثری ضربه ذرات و ساییدگی اصطکاک را در لوله های فولادی ضد زنگ 316 کاهش دهد. همکاری با بافل‌های راهنمای جریان و ساپورت‌های ثابت نرم، از لایه غیرفعال کامل محافظت می‌کند، از ساییدگی-خوردگی حفره‌ای ایجاد شده جلوگیری می‌کند و عمر مفید تجهیزات را در رسانه‌های حاوی ذرات{3}} افزایش می‌دهد.