1.5 मीटर/सेकंड पर अपघर्षक घोल सेवा में 1 मिमी पतली पीएफए दीवार के लिए, गड्ढे से बचने के लिए अधिकतम स्वीकार्य कण आकार (0.1 मिमी/वर्ष से अधिक गहरा स्थानीयकृत क्षरण) कठोर कणों (सिलिका, एल्यूमिना, मोह्स 7-9) के लिए 150-200 µm और नरम कणों (कैल्शियम कार्बोनेट, पॉलिमर मोती, मोह्स 3-4) के लिए 300-400 µm है। बड़े कण गड्ढों का कारण बनते हैं क्योंकि उनकी प्रभाव ऊर्जा (E ∝ d³ × v²) पीएफए उपज के लिए महत्वपूर्ण सीमा से अधिक होती है। 1.5 m/s पर 300 µm सिलिका कण लगभग 0.5 µJ की प्रभाव ऊर्जा उत्पन्न करता है, जो PFA सतह पर एक सूक्ष्म क्रेटर (5-10 µm गहरा) बनाने के लिए पर्याप्त है। बार-बार के प्रभाव से गड्ढा बड़ा होकर गड्ढे में तब्दील हो जाता है। 1 मिमी की दीवार के लिए, 0.3 मिमी (मोटाई का 30%) से अधिक गहरे गड्ढे जीवन को काफी कम कर देते हैं। गड्ढों को रोकने के लिए, कण आकार को सीमित करें<200 µm for hard abrasives, or reduce velocity to <1.0 m/s.
प्रभाव ऊर्जा और पिटिंग सीमा
महत्वपूर्ण कण आकार d_crit क्षरण मॉडल से लिया गया है: d_crit ∝ (H_PFA / (ρ_p × v²))^(1/3), जहां H_PFA कठोरता है (≈ 65 Shore D, ≈ 20 MPa इंडेंटेशन)। सिलिका के लिए (ρ=2,650 किग्रा/मीटर³), v=1.5 मी/से, d_crit ≈ 180 µm।
बड़े कण गड्ढों का कारण बनते हैं क्योंकि:
उनकी गतिज ऊर्जा अधिक होती है (d³ के साथ तराजू)
वे गहरा इंडेंटेशन बनाते हैं (डी के साथ स्केल)
वे ऊंचे कोणों (कम घूर्णन) पर प्रभाव डालते हैं
1 मिमी की दीवार के लिए, 0.3 मिमी की गड्ढे की गहराई शेष मोटाई को 0.7 मिमी तक कम कर देती है - फिर भी स्वीकार्य है। लेकिन गड्ढे तनाव सांद्रक के रूप में कार्य करते हैं। एक बार गड्ढा खोदना शुरू हो जाने पर, स्थानीय स्तर पर कटाव की दर तेज हो जाती है।
सामग्री द्वारा कण आकार सीमाएँ
| कण सामग्री | कठोरता (मोह) | घनत्व (किग्रा/वर्ग मीटर) | 1 मिमी दीवार के लिए अधिकतम आकार (माइक्रोन) 1.5 मीटर/सेकेंड पर | अपेक्षित गड्ढे की गहराई (µm/वर्ष) | सिफारिश |
|---|---|---|---|---|---|
| सिलिका रेत | 7 | 2,650 | 150–180 | 30–50 | स्वीकार्य |
| एल्यूमिना | 9 | 3,900 | 100–130 | 50–80 | सीमांत |
| सिलिकन कार्बाइड | 9.5 | 3,200 | 80–100 | 80–120 | सिफारिश नहीं की गई |
| कांच के मोती | 5.5 | 2,500 | 250–300 | 10–20 | सुरक्षित |
| चूना पत्थर (CaCO₃) | 3 | 2,700 | 350–400 | 5–15 | सुरक्षित |
| पॉलिमर छर्रों (एचडीपीई) | 1–2 | 950 | >1,000 | <5 | सुरक्षित |
| धातु जुर्माना (इस्पात) | 5 | 7,800 | 150–200 | 20–40 | स्वीकार्य |
| फ्लाई ऐश | 5–6 | 2,200 | 200–250 | 15–30 | स्वीकार्य |
क्रांतिक कण आकार पर वेग का प्रभाव
| वेग (एम/एस) | सिलिका के लिए क्रिटिकल डी (µm) | गड्ढे की गहराई (µm/वर्ष) d=200 µm पर | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 400 | <5 | सुरक्षित (कोई गड्ढा नहीं) |
| 1.0 | 250 | 10–20 | स्वीकार्य |
| 1.5 | 180 | 30–50 | पतली दीवार के लिए सीमांत |
| 2.0 | 120 | 80–120 | 1 मिमी की दीवार के लिए उच्च जोखिम |
| 2.5 | 90 | 150–200 | गवारा नहीं |
| 3.0 | 70 | 250–300 | तीव्र विफलता |
1 मिमी पीएफए दीवार के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शन
| सेवा की आवश्यकता | अधिकतम कण आकार | अधिकतम वेग | अपेक्षित जीवन (वर्ष) |
|---|---|---|---|
| कठोर कण (सिलिका, एल्यूमिना) | <150 µm | 1.5 m/s | 1–2 |
| कठोर कण | <100 µm | 2.0 m/s | 1–2 |
| कठोर कण | <200 µm | 1.0 m/s | 2–3 |
| नरम कण (चूना पत्थर, कांच) | <400 µm | 1.5 m/s | 3–5 |
| कोई कण | N/A | <0.5 m/s | 5-10 (नगण्य क्षरण) |
फ़ील्ड उदाहरण
A mining slurry contained 250 µm silica sand at 1.5 m/s. A 1 mm PFA wall heater developed pits (0.4 mm deep) after 8 months, leading to perforation at a pit. The plant installed a 2 mm wall heater (same slurry). Pitting depth was 0.2 mm after 18 months (still safe). The plant also installed a hydrocyclone to remove particles >150 µm. 1 मिमी वॉल हीटर तब 3 साल तक चला।
गड्ढे का पता लगाना
एक आवर्धक कांच (10–20×) से हीटर की सतह का निरीक्षण करें। गड्ढे छोटे गड्ढों (0.2-1 मिमी व्यास) के रूप में दिखाई देते हैं। गड्ढे की गहराई को गहराई नापने वाले यंत्र से या बारीक सुई का उपयोग करके मापें। यदि 1 मिमी की दीवार पर गड्ढे की गहराई 0.3 मिमी से अधिक है, तो 6 महीने के भीतर प्रतिस्थापन की योजना बनाएं। यदि एकाधिक गड्ढे 0.5 मिमी से अधिक हों, तो तुरंत बदलें।
बड़े आकार के कणों का शमन
एक स्क्रीन या फ़िल्टर स्थापित करें upstream to remove particles >200 µm.
प्रवाह वेग कम करें20-30% तक (कटाव में 50-70% की गिरावट)।
मोटी दीवार का प्रयोग करें(2-3 मिमी) - छिद्रण से पहले गहरे गड्ढों की अनुमति देता है।
पहनने योग्य आस्तीन का प्रयोग करें(पीटीएफई, 1-2 मिमी) जिसे बदला जा सकता है (अनुच्छेद #64 देखें)।
निष्कर्ष: 1.5 मीटर/सेकेंड पर 1 मिमी दीवार के लिए, कठोर अपघर्षक के लिए अधिकतम कण आकार 150-200 µm से कम या उसके बराबर
1.5 मीटर/सेकेंड पर अपघर्षक घोल में 1 मिमी मोटी दीवार वाले पीएफए हीटर के लिए, गड्ढे से बचने के लिए अधिकतम स्वीकार्य कण आकार कठोर कणों (सिलिका, एल्यूमिना) के लिए 150-200 µm और नरम कणों (चूना पत्थर, कांच) के लिए 300-400 µm है। बड़े कण प्रभाव क्रेटर (गड्ढे) का कारण बनते हैं जो समय के साथ गहरे होते जाते हैं और पतली दीवार में छेद कर देते हैं। यदि बड़े आकार के कणों को हटाया नहीं जा सकता है, तो दीवार की मोटाई 2-3 मिमी तक बढ़ाएँ, वेग कम करें, या एक वियर स्लीव स्थापित करें। 1 मिमी की दीवार नाजुक होती है। यह बड़े, कठोर कणों का सामना नहीं कर सकता। आकार मायने रखती ह। उन्हें छान लें, धीमा कर दें या गाढ़ा कर लें। आपके हीटर का जीवन कण नियंत्रण पर निर्भर करता है। अपने घोल को मापें, अपने कणों को जानें, उसके अनुसार डिज़ाइन करें। अपघर्षक सेवा में, पतली दीवारें जोखिम भरी होती हैं। मोटी दीवारें अधिक सुरक्षित होती हैं। बुद्धिमानी से चुनें.
