Loji anodisasi menarik pemanas rendaman PTFE yang besar dari tangki asid sulfurik dalam 1,200 mm selepas sebelas bulan beroperasi. Pemanas telah lurus apabila dipasang. Ia kini tunduk ke arah dinding tangki sebanyak hampir 14 mm di tengah. Bolt pelekap masih ketat, dan pemanas tidak retak, tetapi haluan telah membuka jurang antara pemanas dan dinding, mewujudkan zon bertakung di mana cecair menjadi terlalu panas dan PTFE merosot.
Ubah bentuk tunduk ialah mod kegagalan struktur yang biasa berlaku dalam tangki dalam di mana pemanasnya panjang dan langsing. Pemanas dikekang di bahagian atas oleh bebibir pelekap dan di bahagian bawah dengan panduan atau pendakap. Apabila pemanas dipanaskan, ia mengembang. Kekangan menghalang pengembangan seragam, dan pemanas tunduk untuk melegakan tekanan.
Mengapa Tangki Dalam Menggalakkan Tunduk
Dalam tangki dalam, pemanas adalah panjang. Tangki dalam 1,200 mm mungkin memerlukan pemanas sepanjang 1,000 mm. Nisbah panjang-hingga-diameter adalah tinggi, yang menjadikan pemanas fleksibel. Pemanas yang panjang dan langsing tunduk lebih mudah daripada yang pendek dan tebal.
Pengagihan suhu dalam tangki dalam tidak seragam. Bahagian bawah pemanas terendam dalam cecair yang lebih sejuk dan padat. Bahagian atas berada dalam cecair yang lebih panas dan kurang tumpat. Perbezaan suhu antara bahagian atas dan bawah pemanas mewujudkan pengembangan pembezaan. Bahagian atas yang lebih panas mengembang lebih daripada bahagian bawah yang lebih sejuk. Pemanas tunduk ke arah bahagian yang lebih sejuk.
| Kedalaman Tangki | Panjang Pemanas | Panjang-kepada-Nisbah Diameter | Risiko Tunduk | Tunduk Biasa Selepas 12 Bulan |
|---|---|---|---|---|
| 600 mm | 400 mm | 12:1 | rendah | <3 mm |
| 800 mm | 600 mm | 19:1 | Sederhana | 3–8 mm |
| 1,000 mm | 800 mm | 25:1 | tinggi | 8–14 mm |
| 1,200 mm | 1,000 mm | 31:1 | Sangat tinggi | 12–20 mm |
| 1,500 mm | 1,300 mm | 41:1 | Teruk | >20 mm |
Nisbah panjang pemanas-hingga-diameter dan risiko tunduk dalam tangki dalam
Bagaimana Bow Mempengaruhi Prestasi Pemanas
Pemanas tunduk mewujudkan jurang antara pemanas dan dinding tangki. Jurang paling lebar di tengah-tengah haluan. Bendalir dalam celah bertakung-ia tidak boleh beredar dengan bebas. Permukaan pemanas yang menghadap celah berjalan lebih panas kerana haba tidak dapat keluar ke dalam cecair pukal.
Suhu permukaan yang lebih tinggi mempercepatkan degradasi PTFE, pemendapan skala dan resapan. Kawasan tunduk menjadi bahagian pertama pemanas gagal.
Haluan juga mengubah corak aliran pada bahagian proses pemanas. Permukaan pemanas tidak lagi selari dengan dinding, dan pengagihan aliran menjadi tidak sekata. Kawasan yang jurangnya sempit mempunyai halaju yang lebih tinggi; kawasan yang jurangnya lebar mempunyai halaju yang lebih rendah. Aliran tidak sekata mewujudkan suhu tidak-keseragaman dalam tangki.
Mencegah Deformasi Tunduk
Pencegahan yang paling berkesan adalah untuk meningkatkan kekakuan pemanas. Sarung yang lebih tebal tahan tunduk lebih baik daripada yang nipis. Meningkatkan ketebalan dinding sarung daripada 2.0 mm kepada 2.5 mm mengurangkan haluan sebanyak 30–40%.
Menambah rusuk mengeras dalaman atau tiub sokongan pusat meningkatkan kekakuan tanpa menambah berat yang ketara. Rusuk boleh dikimpal atau terikat pada elemen dalaman dan boleh diorientasikan sepanjang panjang pemanas.
Reka bentuk pelekap yang fleksibel menampung pengembangan haba tanpa mengenakan kekangan yang menyebabkan tunduk. Lubang berlubang, pelekap-pegas atau pendakap gelongsor membolehkan pemanas mengembang dan mengecut tanpa tunduk.
| Langkah Pencegahan | Kesan pada Bow | Perlaksanaan | kos |
|---|---|---|---|
| Sarung lebih tebal, 2.5 mm | 30–40% pengurangan | Reka bentuk pemanas | Sederhana |
| Tulang rusuk yang mengeras dalam | 40–60% pengurangan | Pembuatan pemanas | Sederhana |
| Lubang pelekap berslot | 20–35% pengurangan | Reka bentuk pemasangan | rendah |
| Lekap -spring | 30–50% pengurangan | Reka bentuk pemasangan | Lebih tinggi |
Langkah-langkah pencegahan untuk ubah bentuk haluan dalam tangki dalam
Apabila Tunduk Menunjukkan Masalah Reka Bentuk
Pemanas yang tunduk walaupun sarung yang lebih tebal dan pelekap yang fleksibel menunjukkan bahawa kedalaman tangki dan panjang pemanas tidak sesuai dengan reka bentuk pemanas. Konfigurasi pemanas rendaman PTFE tersuai dengan sarung yang lebih tebal, rusuk mengeras dalaman dan reka bentuk pelekap yang fleksibel menangani punca tunduk. Proses spesifikasi memerlukan kedalaman tangki, julat paras cecair, panjang pemanas, suhu operasi, dan watt yang diperlukan. Untuk kemudahan dengan tangki penanod dalam, pendekatan khusus-aplikasi ini mengurangkan ubah bentuk haluan dan memanjangkan hayat perkhidmatan pemanas.
