Mikä on realistinen maksimivirtausnopeus PFA-lämmittimelle, joka on upotettu lasihelmilietteeseen ilman eroosiivista kulumista?

The PFA heater sheaths are a little bit abrasive to glass beads (diameter 200 µm, Mohs hardness 5–6). Sharp silica sand cuts more, round glass beads less cutting and more surface fatigue. The critical velocity for the commencement of detectable erosion (wall thinning >0,1 mm/vuosi) on 3,5-4,0 m/s 2 mm PFA-seinällä. Pidemmällä käyttöiällä (5 vuotta, 40 000 h) suurin mahdollinen virtausnopeus on 2,5–3,0 m/s, mikä rajoittaa eroosion 0,2–0,3 mm/v. Yli 4,5 m/s eroosionopeudet nousevat nopeasti 0,8-1,2 mm:iin vuodessa ja syövyttäen seinän 1 mm:iin 1-2 vuodessa. Lasihelmilietteet ovat vähemmän kuluttavia kuin piidioksidihiekka ja syövyttävämpiä kuin polymeeripelletit. Nopeuksille, jotka ovat yli 3,5 m/s, määritä paksumpi PFA-seinä (3 mm) tai vaihdettava kulutusholkki.

Pallomaiset vs. kulmikkaat hiukkaset Eroosiomekanismi
Pallomaisten lasihelmien aiheuttama jännityspitoisuus PFA-pinnalla on pienempi kuin kulmahiukkasten. Mutta pyöreä muoto levittää iskun voiman laajemmalle alueelle ja rajoittaa paikallisen leikkauksen määrää. Eroosiota tapahtuu väsymyksestä. Toistuvat iskut johtavat mikrohalkeamiin, jotka liittyvät toisiinsa muodostaen kuoppia. Eroosionopeus on verrannollinen E=kv^n:ään, jossa n=2.5-3.0 pallomaisille hiukkasille (vs . 3.0-3.5 kulmaisille hiukkasille). Nopeudella 3 m/s lasihelmet eroosoituvat 0,15–0,25 mm/vuosi ja piihiekka samalla nopeudella 0,4–0,6 mm/vuosi. Lasihelmet ovat 2-3 kertaa vähemmän tuhoisia.

Tämä tekee PFA-lämmittimistä sopivampia lasihelmilietteen huoltoon (esim. sekoitinhelmimyllyt, leijukerrosluokittimet) kuin piidioksidihiekkakäyttöön.

Eroosionopeus vs. virtausnopeus (2 mm PFA-seinä, 80 astetta, 10 % kiintoaineita)
Virtausnopeus (m/s) Hiukkasten muodon eroosionopeus (mm/v) Aika 1 mm:iin (2 mm:stä) Vasen 5 vuoden oheneminen (mm) Suositeltu maksiminopeus, 5 vuoden käyttöikä
1,0 Pallomainen 0.03-0.05 20-30 vuotta 0,15-0,25 Turvallinen 1,5 Pallomainen 0.05-0.08 12-20 vuotta 0,25-0,40 Turvallinen 2,0 Pyöreä 0.08-0.12 8-12 vuotta 0,40-0,60 Turvallinen 2,5 Pallomainen 0,12-0,18 Hyväksytty{0,26}
3,0 pallomainen 0.18-0.25 4-6 vuotta 0,90-1,25 marginaali (10 % oheneminen 5 vuodessa)
3,5 Pallomainen 0,25–0.35 3–4 vuotta 1,25–1,75Ei suositella.
4,0 Pallomainen 0.35-0.50 2-3 vuotta 1,75-2,50 Ei
4.5 Spherical 0.50–0.80 1.2–2 years >2.0 (rei'itys) Ei.
5,0 Pallomainen 0,80–1.20 0.8–1,2 vuottaPerforaatio ei
Vertailun vuoksi: kvartsihiekka (kulmamainen, 200 µm) 3 m/s syöpyy 0,5-0,8 mm/vuosi - 2-3× nopeammin.

Kiintoainepitoisuuden vaikutus
Vakionopeudella eroosionopeus on olennaisesti lineaarinen kiintoainepitoisuuden (paino-%) funktio. 3 m/s:

Kiintoainepitoisuus (paino-%) Eroosionopeus (mm/vuosi) 5 vuoden oheneminen (mm) Ehdotus
1 % 0,03–0.05 0.15–0,25 Turvallinen Mikä tahansa nopeus 4 m/s asti 5 % 0.10-0.15 0.50-0.75Turvallinen 3,5 m/s asti.
10 % 0,18–0.25 0.90–1,25 Enintään 3,0 m/s.
20 % 0.30-0.45 1.50-2.25 Max. 2.5 m/s
30 % 0,45–0.65 2.25–3,25 Vältä PFA:ta Käytä metallia tai vaihtoholkkia
Käytännön ideoita
Käyttöikä 2 mm PFA-seinällä 5 vuotta:

Suurin nopeus=2.5 m/s 10 % lasihelmistä.

Max. nopeus=3.0 m/s 5 % lasihelmiä

Maksiminopeus=3.5 m/s 2 % lasihelmistä

Elämän pidentämiseksi:

Paksumpi seinämä: 3 mm PFA syövyttää 0,12–0,18 mm/vuosi nopeudella 3 m/s → 0,6–0,9 mm oheneminen 5 vuodessa → hyväksyttävä.

Pienempi nopeus: Vähennä pumpun nopeutta tai asenna virtauksen suoristus nopeuden vähentämiseksi 2 m/s.

Suunta: Pystysuuntainen lämmittimen akselin suuntainen virtaus vähentää eroosiota 5-10× poikkivirtaukseen verrattuna (katso artikkeli #72).

Kulutusholkki: Lämmittimen päälle on asennettu vaihdettava PTFE-holkki, paksuus 1 mm. Vaihda holkki 2–3 vuoden välein Alla oleva PFA jätetään ennalleen.

Esimerkki kentältä
PFA-kuumentimia, joiden seinämä oli 2 mm, käytettiin lasihelmilietteen silmukan kanssa (200 um, 15 % kiintoainetta, 3,2 m/s, 80 astetta). 18 kuukauden kuluttua lämmittimet olivat syöpyneet 1 mm:n paksuuteen (harvennusnopeus 0,7 mm vuodessa). Tehdas asensi PFA-lämmittimen päälle kulutusholkin (2 mm:n paksuinen PTFE, 50 kpl). Suojus kului 12 kuukauden kuluttua ja se vaihdettiin. PFA-lämmitin oli alkuperäisen paksuinen. PFA-lämmitin toimi edelleen 5 vuoden jälkeen. Kumpikin 50) PFA-lämmittimessä oli 1 tai 2 kuukauden kuluttua. vaihdettiin.PFA-lämmitin oli alkuperäispaksuinen.PFA-lämmitin oli edelleen käytössä 5 vuoden jälkeen.Huhvi maksoi The250 säästi 2000 dollaria lämmityksen vaihdossa 5 vuoden aikana.

Tunnista ja tarkkaile
For existing slurry service, measure PFA wall thickness annually at five sites (upstream, downstream and sides) with an ultrasonic gauge. Velocity is too high if thinning is >0,2 mm/vuosi. Valinnat:

20 % vähemmän nopeutta (50-60 % vähemmän eroosiota).

Hyväksytty 2 vuoden käyttöikä.

Lisää hihan kulumista.

Päätelmä. 2.5-3.0 m/s Max. 5 vuoden käyttöikä 10 % lasihelmillä
Suurin virtausnopeus PFA-lämmittimelle, joka on upotettu 200 µm:n lasihelmien lietteeseen (10 % kiintoainetta, 80 astetta), ilman erosiivista kulumista, on 2,5-3,0 m/s 5 vuoden käyttöiällä 2 mm seinällä. Nopeudella 3,5 m/s eroosio kiihtyy ja elinikä lyhenee 3–4 vuoteen. Lasihelmet ovat vähemmän kuluttavia kuin piidioksidihiekka (2-3 kertaa pienempi eroosionopeus), vaikka nopeuden hallintaa tarvitaan edelleen. Valitse paksummat seinät (3 mm) tai vaihdettavat kulutusholkit suuremman nopeuden tai pidennetyn käyttöiän saavuttamiseksi. Paksu. mitata vuosittain; vaihda jos rem. seinä Suurempi tai yhtä suuri kuin 1 mm "Pyöreä" on mahdollista pallomaisille helmille, vaikka ne silti kuluvat. Ohjaa nopeutta. Mittaa eroosio. Vaihda ajoissa. Riippuu lämmittimestä.