मोड़ पर पतला होना
रखरखाव कर्मी पांच साल की सेवा के बाद पीटीएफई हीट एक्सचेंजर को हटा देते हैं। अल्ट्रासोनिक मोटाई माप से पता चलता है कि ट्यूब की दीवारें सीधे खंडों पर विनिर्देश के भीतर हैं, मूल 1.00 मिमी के मुकाबले 0.95 - 1.00 मिमी मापती हैं। हालाँकि, मोड़ पर, बाहरी दीवार की मोटाई 0.70 - 0.75 मिमी - 25-30% की कमी मापती है। मोड़ जीवन-सीमित स्थान है।
मोड़ पर दीवार का पतला होना ऊंचे तापमान पर दीर्घकालिक रेंगने के साथ संयुक्त झुकने की प्रक्रिया का एक अनुमानित परिणाम है। झुकने के दौरान, ट्यूब की बाहरी दीवार मोड़ के बाहर के चारों ओर लंबी चाप की लंबाई को समायोजित करने के लिए फैलती है। वॉल्यूम बचाने के लिए दीवार पतली हो जाती है। आंतरिक भाप के दबाव के तहत ऑपरेटिंग तापमान पर, पतली बाहरी दीवार मोटे सीधे खंडों की तुलना में तेजी से रेंगती है, जिससे समय के साथ मोटाई कम हो जाती है।
मोड़ त्रिज्या प्रारंभिक पतलेपन को निर्धारित करती है। अधिक कसकर मोड़ने से अधिक पतलापन उत्पन्न होता है। डिज़ाइन के दौरान न्यूनतम मोड़ त्रिज्या निर्दिष्ट करना अत्यधिक प्रारंभिक पतलेपन को रोकता है और सेवा जीवन के दौरान बाद के रेंगने की दर को स्वीकार्य स्तर तक सीमित करता है।
झुकने वाला तनाव और पतला होने का रिश्ता
जब एक सीधी ट्यूब को मोड़ा जाता है, तो बाहरी चाप की लंबाई आंतरिक चाप की लंबाई से अधिक हो जाती है। मोड़ के बाहर की सामग्री खिंचनी चाहिए; अंदर की सामग्री संपीड़ित होती है। बाहरी सतह पर तनाव ε=r / R है, जहां r ट्यूब की बाहरी त्रिज्या है और R मोड़ केंद्र रेखा त्रिज्या है।
झुकने के बाद दीवार की मोटाई, निरंतर आयतन विरूपण मानते हुए, लगभग t_bent=t_original / (1 + ε) है। एक 10 मिमी ओडी ट्यूब (आर=5मिमी) के लिए जो त्रिज्या आर {{7}मिमी) तक मुड़ी हुई है, बाहरी फाइबर तनाव 5/150=3.33% है। बाहरी मोड़ पर दीवार की मोटाई 1.000 मिमी से घटकर लगभग 0.968 मिमी रह गई है, यानी 3.2% की कमी।
R=100मिमी पर अधिक सख्त मोड़ के लिए, तनाव 5/100=5% है। दीवार 4.8% की कमी के साथ 0.952 मिमी - तक पतली हो गई है।
आंतरिक दबाव के तहत ऑपरेटिंग तापमान पर, पतले खंड में रेंगने की दर पूर्ण मोटाई वाले सीधे खंड की तुलना में अधिक होती है। समय के साथ पतलापन तेज हो जाता है। झुकने से प्रारंभिक 3-5% पतलापन वर्षों की सेवा के बाद 15-30% पतला हो सकता है।
तालिका 1: पीटीएफई हीट एक्सचेंजर ट्यूबों के लिए बेंड रेडियस और दीवार को पतला करना (10 मिमी ओडी × 1 मिमी दीवार)
| बेंड सेंटरलाइन त्रिज्या (मिमी) | त्रिज्या-से-व्यास अनुपात (आर/डी) | बाहरी फाइबर तनाव (%) | मोड़ पर प्रारंभिक दीवार की मोटाई (मिमी) | 143 डिग्री (मिमी) पर अनुमानित 5-वर्षीय दीवार | उपयुक्तता |
|---|---|---|---|---|---|
| 250 (न्यूनतम अनुशंसित) | 25 | 2.0 | 0.980 | 0.90-0.94 | उत्कृष्ट (10+ वर्ष जीवन) |
| 200 | 20 | 2.5 | 0.975 | 0.85-0.90 | अच्छा |
| 150 | 15 | 3.33 | 0.968 | 0.78-0.85 | निरीक्षण के साथ स्वीकार्य |
| 120 | 12 | 4.17 | 0.960 | 0.70-0.80 | सीमांत (भाप का दबाव कम करें) |
| 100 | 10 | 5.0 | 0.952 | 0.60-0.72 | भाप सेवा के लिए अनुशंसित नहीं |
| 75 | 7.5 | 6.67 | 0.938 | < 0.60 (high failure risk) | स्वीकार्य नहीं |
ओवलाइज़ेशन जोड़
झुकने से न केवल बाहरी दीवार पतली हो जाती है बल्कि ट्यूब का क्रॉस सेक्शन भी अंडाकार हो जाता है। मोड़ पर ट्यूब थोड़ी अण्डाकार हो जाती है, मोड़ के तल में छोटी धुरी होती है। अंडाकार अधिकतम वक्रता के बिंदुओं पर आंतरिक दबाव से घेरा तनाव को केंद्रित करता है, जिससे रेंगना और तेज हो जाता है।
25D की अनुशंसित न्यूनतम त्रिज्या तक मुड़ी हुई ट्यूब अंडाकारता को 5% से कम बनाए रखती है। सघन मोड़ अधिक अंडाकारता उत्पन्न करते हैं। दीवार के पतले होने, अंडाकार होने और तनाव की सघनता के संयुक्त प्रभाव मोड़ को सेवा जीवन निर्धारण के लिए महत्वपूर्ण स्थान बनाते हैं।
निवारक डिज़ाइन विशिष्टताएँ
प्राथमिक निवारक उपाय ट्यूब के बाहरी व्यास का 25 गुना न्यूनतम मोड़ त्रिज्या निर्दिष्ट करना है - जो कि किंक की रोकथाम के लिए अनुशंसित समान त्रिज्या है। यह त्रिज्या प्रारंभिक पतलेपन को 2% तक सीमित करती है और यह सुनिश्चित करती है कि अंडाकारता 5% से कम रहे।
निर्माण के बाद मोड़ों का निरीक्षण गो/नो -गो गेज और अल्ट्रासोनिक मोटाई माप का उपयोग करके किया जाना चाहिए। मोड़ की बाहरी त्रिज्या पर न्यूनतम दीवार की मोटाई को भविष्य में तुलना के लिए आधार रेखा के रूप में प्रलेखित किया जाना चाहिए।
सेवा के दौरान, मोड़ों को अल्ट्रासोनिक मोटाई माप कार्यक्रम में शामिल किया जाना चाहिए। 1.0 मिमी नाममात्र की दीवार के लिए 0.75 मिमी से कम दीवार की मोटाई दिखाने वाले मोड़ को प्रतिस्थापन के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए।
सारांश
पीटीएफई हीट एक्सचेंजर ट्यूब के मोड़ पर स्थानीयकृत दीवार का पतला होना, झुकने के दौरान बाहरी दीवार के खिंचाव के कारण होता है, जो ऑपरेटिंग तापमान और दबाव के तहत पतले खंड पर त्वरित रेंगने से जुड़ा होता है। 25 गुना ट्यूब व्यास की न्यूनतम अनुशंसित मोड़ त्रिज्या प्रारंभिक पतलेपन को 2% तक सीमित करती है और स्वीकार्य दीर्घकालिक रेंगना प्रदर्शन प्रदान करती है।
अधिक सख्त मोड़ आनुपातिक रूप से अधिक पतलापन और कम सेवा जीवन उत्पन्न करते हैं। निर्माण के बाद और मोड़ पर सेवा में अल्ट्रासोनिक मोटाई माप प्रतिस्थापन निर्णयों के लिए मात्रात्मक डेटा प्रदान करता है।
पीटीएफई ट्यूब झुकने और निरीक्षण के लिए इंजीनियरिंग विनिर्देश ट्यूब आयाम, मोड़ त्रिज्या, ऑपरेटिंग तापमान और दबाव और आवश्यक सेवा जीवन प्रस्तुत करने पर उपलब्ध हैं।
