در بخارسازهای تری متیل آلومینیوم با خلوص بالا (TMA) برای رسوب لایه اتمی (50 درجه، 500 mbar)، چگونه ردیابی فلزات از سطوح گرمکن PFA (Al, Fe, Cu قابل استخراج) با کاتالیزور پلیمری باقی مانده توسط Xtropyel Level AfterRPhotopyel3} در ارتباط است. 3000 ساعت؟

مسئله ارتعاش ناشی از تورم در جوش آورهای DMC
ستون‌های تصفیه دی متیل کربنات (DMC) که در 90 درجه و فشار 5 کار می‌کنند، از reboilerهای نوع کتری-با بسته‌های لوله پوشش داده شده PFA{3}}استفاده می‌کنند. PFA در نتیجه DMC به میزان 1.5 درصد از حجم متورم می شود که بر خواص مکانیکی و میرایی ارتعاش لوله ها تأثیر می گذارد. با توجه به داده های کمی از هفت سایت تولید DMC، مدول الاستیک از 480 مگاپاسکال به 380 مگاپاسکال کاهش می یابد (کاهش 21٪) زمانی که دیوارهای 2.0 میلی متری PFA به 2.03 میلی متر افزایش می یابد. در نتیجه کاهش 10 درصدی فرکانس طبیعی و افزایش 25 درصدی دامنه ارتعاش، عمر خستگی مفاصل لوله-به{14}}از 10 سال به 4 سال کاهش یافته است.

اثر تورم بر خواص مکانیکی
جذب DMC (تورم حجمی 1.5 درصد) PFA را پلاستیک می کند، سفتی را کاهش می دهد و ظرفیت میرایی را افزایش می دهد. آزمایش در 90 درجه در DMC{3}}PFA اشباع:

تغییر پارامتر: DMC PFA خشک-PFA متورم (1.5٪ تورم)
مدول الاستیک (MPA) 480 380 -21%
مدول ذخیره سازی (MPa در 1 هرتز)=420 320 -24%
45 + 22% مدول تلفات (MPa) است.
0.05 + 0.08 + 60% نسبت میرایی (ζ) است.
فرکانس طبیعی (f_n): -10٪، 90٪، و 100٪
دامنه ارتعاش و دینامیک دسته لوله
ارتعاشات ناشی از جریان-در دیگ بخارهای کتری توسط جریان دو فازی (جوش DMC) ایجاد می شود. برای یک لوله به طول 5 متر، کاهش سفتی باعث افزایش دامنه می شود:

Natural Frequency (Hz) Vibration Amplitude (mm peak) Cycle Life to Fatigue Failure Tube-to-Tubesheet Stress (MPa) Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 سیکل
DMC-متورم (1.5%) 20 1.0 31 5×10^6 چرخه
DMC-متورم + جریان 19 1.2 38 2×10^6 چرخه
مفصل متورم + آسیب دیده 17 1.5 48 5×10^5 سیکل
خستگی مفاصل لوله به لوله لوله
اتصال بین لوله PFA و ورق لوله فولادی ضد زنگ به دلیل ارتعاش تنش چرخه ای را تجربه می کند. افزایش خزش و کاهش قدرت PFA بزرگ شده، زوال مفصل را تسریع می کند. تست خستگی در 90 درجه در DMC:

نوع اتصال PFA وضعیت چرخه تا نشتی (1 بار فشار) حالت شکست
شل شدن فرول مکانیکی 8x10^6 خشک
فرول مکانیکی متورم 2×10^6 PFA خزش و نشتی
Dry 5x10^6 Adhesive-bonded Bond fatigue
شکست باند و چسب-تنش تورمی متورم 1×10^6 چسبنده
جوش داده شده (PFA-PFA) متورم 4×10^6 خزش جوش، قابل قبول
سینتیک تورم و تثبیت
پس از 500 ساعت در دمای 90 درجه، تورم DMC به تعادل می رسد. در این مرحله تنش مفصل تغییر می کند و قطر لوله تغییر می کند. برای ریبویلرهای جدید، پیش{4} تورم (DMC در 90 درجه به مدت 500 ساعت) باید قبل از اعمال گشتاور نهایی به اتصالات مکانیکی کامل شود. پس از تعادل تورم، حفظ گشتاور مفصل بهبود می یابد.

ضخامت دیوار و استرس تورم
دیوارهای ضخیم تر استرس تورم بیشتری را تجربه می کنند زیرا محدودتر هستند. برای دیوار 1.5 میلی متری، تنش تورم 2.5 مگاپاسکال است. برای 2.0 میلی متر، 3.5 مگاپاسکال؛ برای 2.5 میلی متر، 5.0 مگاپاسکال. افزایش کشش خزش مفصل را تسریع می کند. علیرغم افزایش خطر نفوذ، دیواره های نازکتر (1.5-1.8 میلی متر) را برای سرویس DMC مشخص کنید تا فشار تورم روی مفاصل کاهش یابد.

ضریب کاهش طول عمر اتصال تنش تورم ضخامت دیوار (MPa) پیشنهاد نوع اتصال: 1.5 میلی متر 2.5 x 0.8 فرول مکانیکی 1.8 میلی متر 3.0x (خط پایه) جوش داده شده یا مکانیکی 2.0 میلی متر 3.5 1.3x Welded 2.5mm Weld ({8})
کاهش لرزش با PFA متورم
نسبت میرایی بالاتر (0.05 → 0.08) می تواند به کاهش دامنه رزونانس کمک کند، اما نمی تواند کاهش سفتی را جبران کند. نتیجه کل در رزونانس دامنه بالاتری دارد. برای بویلرهایی با مشکلات ارتعاش ناشی از جریان شناخته شده، صفحات پشتیبانی لوله را با فاصله کمتر (0.8 متر در مقابل{6}} متر) برای افزایش فرکانس طبیعی و کاهش دامنه ارائه کنید.

دستورالعمل های مشخصات دیگ بخار دی ام سی
PFA را با ضخامت دیواره 1.8 میلی‌متر (برای کاهش تنش تورم) و کوپلینگ‌های لوله جوشی-به-لوله‌ای برای جوش‌های تصفیه DMC که در ۹۰ درجه کار می‌کنند، مشخص کنید. قبل از مونتاژ نهایی، پیش{5} تورم (DMC در 90 درجه به مدت 500 ساعت) ضروری است. برای سیستم هایی که مستعد ارتعاش هستند، فاصله تکیه گاه لوله باید نزدیک تر باشد و محاسبات المان محدود تورم باید خواص مکانیکی PFA را در نظر بگیرد. هنگام درخواست مظنه، طول لوله، فاصله پشتیبانی و رژیم جریان دو فازی پیش‌بینی‌شده را ذکر کنید. عمر خستگی چهار برابری در کار DMC، زمانی که خرابی بویلر منجر به توقف ستون با هزینه 20,000 تا 50,000 دلار در روز می شود، هزینه اضافی را برای اتصالات جوشی (10 تا 15 درصد نسبت به مکانیکی) توجیه می کند. پس از 500 ساعت کار اولیه (بعد از{21}}تورم شدن)، و پس از آن سالیانه، بویلرهای موجود را با اتصالات مکانیکی بازگردانید. برای سیستم‌هایی با ارتعاش بالا (که از مدل‌سازی جریان دو فازی انتظار می‌رود)، دیوارهای 1.5 میلی‌متری با اتصالات جوشی و صفحات پشتیبانی اضافی را مشخص کنید.