ऑल{0}}पीटीएफई हीट एक्सचेंजर के साथ चक्रीय थर्मल लोडिंग के तहत वेल्ड सीम क्रैकिंग जोखिम को कैसे खत्म करें?

वह दरार जो सैकड़ों चक्रों के बाद दिखाई देती है

अचार बनाने वाले स्नान में एक स्टेनलेस स्टील विसर्जन कुंडल उत्पादन बैच चक्र के रूप में 25 डिग्री और 80 डिग्री के बीच संचालित होता है। लगभग 400 थर्मल चक्रों के बाद, वेल्ड सीम पर एक पिनहोल रिसाव दिखाई देता है। कुंडल दो वर्ष से भी कम पुराना है। आधार धातु की मोटाई पर्याप्त रहती है। विफलता सटीक रूप से वेल्डेड जोड़ पर स्थानीयकृत होती है।

यह विफलता पैटर्न प्लेटिंग दुकानों, पिकलिंग लाइनों और रासायनिक मिलिंग परिचालनों में आम है जहां हीट एक्सचेंजर्स को स्थिर स्थिति के बजाय बार-बार थर्मल साइक्लिंग का अनुभव होता है। तंत्र थर्मल थकान है, जो वेल्डिंग द्वारा निर्मित धातुकर्म असंतुलन पर केंद्रित है।

वेल्ड सीम थर्मल तनाव को केंद्रित क्यों करते हैं?

एक वेल्ड सीम बेस मेटल से तीन महत्वपूर्ण तरीकों से भिन्न होता है। वेल्ड भराव धातु की रासायनिक संरचना थोड़ी भिन्न होती है, जो संक्षारक वातावरण में गैल्वेनिक युगल बनाती है। वेल्ड से सटे गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में लचीलेपन में कमी के साथ अनाज की संरचना बदल गई है। वेल्ड ज्यामिति वेल्ड के सिरे पर एक तनाव सांद्रता पैदा करती है जहां सुदृढीकरण आधार धातु से मिलता है।

जब एक धातु विसर्जन कुंडल 25 डिग्री से 80 डिग्री तक गर्म होता है, तो थर्मल विस्तार संपीड़न तनाव उत्पन्न करता है। ठंडा होने पर, तनाव तन्यता में बदल जाता है। वेल्डेड जोड़, अपने सूक्ष्म संरचनात्मक अंतर और ज्यामितीय तनाव एकाग्रता के साथ, प्रत्येक चक्र के साथ प्लास्टिक तनाव जमा करता है।

पर्याप्त चक्रों के बाद, वेल्ड टो पर सूक्ष्म दरारें शुरू हो जाती हैं। संक्षारक प्रक्रिया वातावरण दरार प्रसार को तेज करता है। दरार अंततः दीवार की मोटाई में प्रवेश कर जाती है, और प्रक्रिया द्रव वाष्प संघनन में रिसने लगता है या इसके विपरीत।

तालिका 1: हीट एक्सचेंजर निर्माण विधियों का थर्मल थकान प्रतिरोध

विशिष्ट विसर्जन कुंडल ज्यामिति के परिमित तत्व विश्लेषण से तनाव एकाग्रता कारक। प्रकाशित थकान अध्ययन और क्षेत्र विफलता रिपोर्ट से चक्र जीवन डेटा।

संपूर्ण -पीटीएफई निर्माण लाभ

पीटीएफई हीट एक्सचेंजर टयूबिंग पेस्ट एक्सट्रूज़न द्वारा निर्मित होती है, जिससे निरंतर निर्बाध लंबाई बनती है। ट्यूब के साथ कोई वेल्ड, कोई जोड़ और कोई धातु संबंधी विसंगतियां नहीं हैं। सामग्री सिरे से सिरे तक एक समान है।

पीटीएफई में थर्मल विस्तार धातुओं की तुलना में अधिक है, एक ऐसी संपत्ति जिसे आमतौर पर एक डिजाइन चुनौती माना जाता है। हालाँकि, सामग्री का लचीलापन तनाव संचय के बजाय लोचदार विरूपण के माध्यम से इस विस्तार को समायोजित करता है। उचित रूप से समर्थित PTFE ट्यूब तापमान परिवर्तन के साथ स्वतंत्र रूप से फैलती और सिकुड़ती है। कोई स्थानीयकृत तनाव सांद्रता विकसित नहीं होती क्योंकि कोई ज्यामितीय या धातु संबंधी असंतोष नहीं होते हैं।

चक्रीय लोडिंग के तहत पीटीएफई का थकान प्रतिरोध थर्मल विस्तार की विशिष्ट तनाव सीमा में धातुओं से कहीं अधिक है। थर्मल विस्तार के समतुल्य तनाव आयामों पर बार-बार फ्लेक्सुरल साइक्लिंग के तहत परीक्षण किया गया पीटीएफई टयूबिंग नियमित रूप से बिना किसी विफलता के 100,000 चक्र से अधिक हो जाता है। सामान्य प्लेटिंग और अचार बनाने के संचालन में, यह थर्मल थकान की चिंताओं के बिना दशकों की सेवा का अनुवाद करता है।

समर्थन डिजाइन मायने रखता है

सभी {{0}पीटीएफई निर्माण वेल्ड से संबंधित विफलताओं को समाप्त कर देते हैं, लेकिन उचित समर्थन डिजाइन यह सुनिश्चित करता है कि पूर्ण थकान जीवन का एहसास हो। थर्मल विस्तार और संकुचन के दौरान समर्थन को टयूबिंग के मुक्त अक्षीय आंदोलन की अनुमति देनी चाहिए। कठोर क्लैंपिंग जो विस्तार को रोकती है, स्थानीयकृत झुकने वाले तनाव पैदा कर सकती है जो क्लैंप बिंदु पर केंद्रित होती है।

पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स आमतौर पर ठोस पीटीएफई या पीवीडीएफ से निर्मित स्लॉटेड गाइड प्लेटों द्वारा समर्थित होते हैं। गर्मी हस्तांतरण के लिए ट्यूब रिक्ति बनाए रखते हुए अक्षीय आंदोलन की अनुमति देने के लिए स्लॉट को निकासी के साथ आकार दिया जाता है। यह समर्थन विधि धातु समर्थन फ़्रेमों के साथ होने वाले क्लैंप्ड - संयुक्त तनाव एकाग्रता को समाप्त करती है।

बैच पिकलिंग ऑपरेशन से फ़ील्ड परिणाम

परिवेश और 75 डिग्री के बीच तापमान चक्र के साथ बैच के हिसाब से संचालित होने वाली एक स्टील पिकलिंग लाइन ने वेल्डेड टाइटेनियम हीटिंग कॉइल्स को बदल दिया जो वेल्ड सीम पर बार-बार विफल हो गए थे। औसत कुंडल जीवन 11 महीने था, सभी विफलताओं का कारण वेल्ड से सटे गर्मी से प्रभावित क्षेत्रों में शुरू होने वाली दरारें थीं।

सभी -पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स को मुफ्त थर्मल विस्तार के लिए पीटीएफई गाइड प्लेटों के आकार के साथ स्थापित किया गया था। चार साल की समान थर्मल साइक्लिंग सेवा के बाद, पीटीएफई कॉइल्स में क्रैकिंग, कोई रिसाव और स्थिर गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन का कोई संकेत नहीं दिखा। निर्बाध निर्माण ने एकमात्र विफलता मोड को समाप्त कर दिया जिसने पिछले कॉइल्स की सेवा जीवन को सीमित कर दिया था।

सारांश

वेल्डेड धातु हीट एक्सचेंजर्स वेल्ड सीम पर थर्मल थकान तनाव को केंद्रित करते हैं, जहां सूक्ष्म संरचनात्मक अंतर और ज्यामितीय असंतुलन दरारें शुरू करते हैं। बैच प्लेटिंग और अचार बनाने के कार्यों की बार-बार की जाने वाली थर्मल साइक्लिंग के तहत, ये दरारें सैकड़ों चक्रों के भीतर रिसाव तक फैल जाती हैं।

सभी -पीटीएफई हीट एक्सचेंजर निर्माण इस विफलता मोड को समाप्त कर देता है। सीमलेस एक्सट्रूडेड टयूबिंग में कोई वेल्ड, कोई मेटलर्जिकल डिसकंटीनिटी और कोई तनाव एकाग्रता साइट नहीं होती है। सामग्री का लचीलापन थकान क्षति को जमा किए बिना थर्मल विस्तार को समायोजित करता है। उचित समर्थन डिज़ाइन समर्थन बिंदुओं पर तनाव एकाग्रता को रोकने, मुक्त आंदोलन सुनिश्चित करता है।

वेल्ड से संबंधित हीट एक्सचेंजर विफलताओं का अनुभव करने वाले बैच संचालन के लिए, सभी के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण {{1}पीटीएफई सीमलेस कॉइल साइजिंग ऑपरेटिंग तापमान रेंज, चक्र आवृत्ति, स्नान रसायन विज्ञान और टैंक आयाम प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।