PFA šildytuvai sugenda pirmiausia dėl nuovargio mechanizmų -šiluminio ciklo įtempimo, šliaužimo ir įtrūkimų į aplinką-, o ne dėl vienodo nusidėvėjimo. Suminis šiluminių ciklų skaičius (kiekvienas ciklas apibrėžiamas kaip temperatūros pokytis, didesnis nei arba lygus 30 laipsnių nuo įjungimo iki išjungimo arba nuo partijos iki partijos) yra vienintelis geriausias likusio šildytuvo eksploatavimo laiko, viršijančio kalendorinį laiką arba bendrą veikimo valandų skaičių, prognozė. Įprasto PFA šildytuvo pramoniniam naudojimui (2 mm siena, 4 W/cm², 80 laipsnių skystis) ciklų mediana iki gedimo yra 8 000–12 000 ciklų. Nuspėjamas techninės priežiūros grafikas gali būti sudarytas registruojant kaupiamuosius ciklus, taikant ciklu{13}}pagrįstą naudojimo trukmės koeficientą ir suaktyvinant patikrinimą arba pakeitimą esant iš anksto nustatytoms ciklo slenksčiams. Šis metodas sumažina neplanuotų gedimų skaičių 60–80 %, palyginti su kalendoriniais{17}}grafikais, taip pat sumažina priešlaikinių keitimų skaičių.
Ciklo skaičiavimo metodika
Terminis ciklas apibrėžiamas kaip temperatūros pokytis bent 30 laipsnių šildytuvo paviršiuje, matuojamas karščiausiame taške (paprastai 10–20 cm virš šaltojo galo). Šildytuvams be in-in situ temperatūros jutiklių, ciklą galima nustatyti iš proceso valdiklio: kiekvieną kartą, kai šildytuvas įjungiamas po to, kai jis buvo išjungtas ilgiau nei 30 minučių (leisdamas apvalkalui atvėsti iki beveik -aplinkos temperatūros), suskaičiuokite vieną ciklą. Serijiniams procesams, kai bakas visiškai atšaldomas tarp partijų, kiekviena partija yra vienas ciklas. Nepertraukiamiems procesams esant pastoviai temperatūrai, bet kasdieniniam valymui (CIP), kuris aušina baką, skaičiuokite ciklus kiekvienam valymo įvykiui. Vykdant procesus su pertraukiamu kaitinimu (pvz., nustatyta vertė su histereze), skaičiuokite tik tuos ciklus, kurių temperatūra nukrenta daugiau nei 15 laipsnių žemiau nustatytos vertės, užtikrinant, kad nedideli svyravimai (5–10 laipsnių) nebūtų skaičiuojami kaip visi ciklai.
Recording cycles can be done with a simple electromechanical counter (totalizing relay) wired to the heater contactor. Each time the contactor closes after being open for >30 minučių, skaitiklis didėja. Sudėtingesni metodai naudoja PLC arba duomenų registravimo sistemą, kuri registruoja temperatūrą ir galią. Ciklo skaičius turėtų būti saugomas nepastovioje atmintyje ir nustatomas iš naujo tik pakeitus šildytuvą. Įrenginiams su keliais šildytuvais kiekvienas šildytuvas turi turėti savo ciklo skaitiklį (arba unikalią žymą valdymo sistemoje).
Ciklas{0}}Pagrįsti viso gyvenimo vartojimo veiksniais
Not all cycles have equal damaging effect. A cycle with ΔT=100°C (e.g., 20°C to 120°C) causes 8–10× more fatigue damage than a cycle with ΔT=30°C (e.g., 50°C to 80°C), based on the Coffin-Manson fatigue relationship for PFA (damage ∝ ΔT^2.5–3.0). A cycle where the heater operates at high watt density (>4 W/cm²) sukelia daugiau žalos nei mažo -vatų-tankio ciklas. Ciklas, kai šildytuvas yra sausas (veikiamas oro) dalį ciklo, sukelia didelę žalą. Todėl paprastas ciklų skaičius turi būti įvertintas pagal sunkumo koeficientą. Ekvivalentiški pažeidimo ciklai (EDC)=faktiniai ciklai × (ΔT_actual / ΔT_ref)^n × (q_actual / q_ref)^m, kur ΔT_ref=50 laipsnis , n=2.5, q_ref=3 W/cm², 1} Δ{16} m Δ7 laipsnis (koeficientas (80/50)^2.5=1.6^2,5 ≈ 4,0) ir q=4 W/cm² (koeficientas (4/3)^1.5=1.33^1,5 ≈ 1,5), EDC=faktiniai ciklai × 6,0. Tas pats šildytuvas, esant ΔT=30 laipsniui ir q=2 W/cm², turi EDC=faktinių ciklų × (0,6^2,5) × (0,67^1,5)=faktinių ciklų × 0,22 × 0.55=faktinių ciklų × 0,12.
Praktinei nuspėjamajai priežiūrai dauguma įrenginių naudoja supaprastintą sunkumo klasifikaciją:
| Sunkumo klasė | ΔT per ciklą | Vatų tankis (W/cm²) | Aplinkos sunkumas | Žalos daugiklis (palyginti su lengvu) | Tipinio proceso pavyzdys |
|---|---|---|---|---|---|
| Švelnus | 30-40 laipsnių | <2.5 | Švarus skystis, be terminio šoko | 1.0× | Nuolatinis vandens šildymas, stabili temp |
| Vidutinis | 40-60 laipsnių | 2.5–3.5 | Švarus skystis, laipsniškas važiavimas dviračiu | 2.5–3.5× | Serijinis dengimas, dienos ciklai |
| Sunkus | 60-80 laipsnių | 3.5–5.0 | Vidutinis užsiteršimas, tam tikras terminis šokas | 6–10× | Marinavimo vonia, dažnas partijų keitimas |
| Ekstremalus | >80 laipsnių arba sausas poveikis | >5.0 | Agresyvios cheminės medžiagos, terminis šokas, sausi ciklai | 20–50× | Aukštos{0}}temperatūros rūgštis su gesintuvu |
Nuspėjamas techninės priežiūros grafikas pagal kaupiamuosius ciklus
| Sunkumo klasė | Ciklai iki pirmojo patikrinimo (vizualinis, izoliacijos atsparumas) | Prevencinio pakeitimo ciklai (80 % numatomo gyvenimo) | Tikėtini ciklai iki nesėkmės (mediana) | Kalendoriaus laiko ekvivalentas (1 ciklas per dieną) |
|---|---|---|---|---|
| Švelnus | 5,000 | 10,000 | 15,000–20,000 | 27–55 metai (dažnai viršija šildytuvo tarnavimo laiką) |
| Vidutinis | 2,000 | 4,000 | 5,000–8,000 | 5-8 metai |
| Sunkus | 800 | 1,500 | 2,000–3,500 | 2-5 metai |
| Ekstremalus | 200 | 400 | 500–1,000 | 0,5-1,5 metų |
Nuspėjamojo grafiko įgyvendinimas
Step 1: Install cycle counters on all critical heaters. For new installations, specify heaters with an integrated cycle counter or provide a cycle-counting relay in the control panel. The counter must be resistant to power loss (mechanical or battery-backed electronic). Step 2: For the first 6 months, track both cycles and actual heater condition. Perform insulation resistance checks at 100-cycle intervals to establish the baseline relationship between cycles and degradation (drop in insulation resistance from >Nuo 1000 MΩ iki 100–500 MΩ signalizuoja apie reikšmingo degradacijos pradžią). 3 veiksmas: naudokite bazinę liniją, kad sukalibruotumėte pakeitimo slenkstį tam konkrečiam procesui. Pavyzdžiui, jei per 800 ciklų izoliacijos varža nukrenta iki 200 MΩ, nustatykite prevencinį pakeitimą 600 ciklų (75 % degradacijos pradžios). 4 veiksmas: užregistruokite ciklų skaičių kiekvieną kartą keisdami šildytuvą. Surinkite kelių šildytuvų duomenis, kad patikslintumėte šio proceso sunkumo klases.
Įrenginiams be ciklo skaitiklių, pagrįstai apytiksliai apskaičiuoti naudojamos darbo dienos, padaugintos iš numanomo ciklo dažnio. Kai partijos dengimo linija su viena partija per dieną, tarkime, kad 300 ciklų per metus. Ištisinei linijai su kassavaitiniu valymu tarkime, kad 50 ciklų per metus. Linijai su keliais įjungimo / išjungimo ciklais per dieną (pvz., su pertrūkiais), skaičiuokite faktinius vienos savaitės ciklus ir ekstrapoliuokite. Apytikslė paklaida paprastai yra ±30–50 %, o tai geriau nei kalendoriniai tvarkaraščiai (klaida ±200 % ar daugiau), bet prastesnė už tikrąjį ciklų skaičiavimą.
For heaters already in service without cycle history, estimate cycles from process logs. The log shows the number of batches, cleaning cycles, or power interruptions. For each heating cycle (power on after >30 minučių pertrauka), suskaičiuokite vieną ciklą. Padauginkite iš sunkumo daugiklio iš aukščiau esančios lentelės. Šildytuvui, kuris veikė 3 metus po 1 ciklą per dieną (1 095 ciklai), vidutinio sunkumo (daugiklis 3 ×), EDC=3, 285. Šildytuvas yra vidutinio diapazono ir turėtų būti greitai patikrintas. Jei lygiaverčiai žalos ciklai viršija prevencinio pakeitimo slenkstį, planuokite pakeitimą per 3 mėnesius.
Išvada: ciklu{0}}pagrįstas planavimas prailgina gyvenimą ir apsaugo nuo gedimų
Nuspėjamas techninės priežiūros grafikas, pagrįstas kaupiamaisiais šiluminiais ciklais, sumažina neplanuotų PFA šildytuvo gedimų skaičių 60–80 %, taip pat 30–50 % sumažina priešlaikinių keitimų skaičių, palyginti su kalendoriniais{4}}grafikais. Kiekviename šildytuve sumontuokite ciklo skaitiklius (paprastas sumavimo reles), klasifikuokite proceso sunkumą (lengvas, vidutinis, sunkus, ekstremalus) ir naudokite ciklo slenksčius patikrinimui (50–70 % numatomo tarnavimo laiko) ir prevenciniam pakeitimui (80 % numatomo eksploatavimo laiko). Procesams su keliais šildytuvais sekite ciklus atskirai; šalia rezervuaro sienos esantis šildytuvas gali veikti skirtingai nei centre{10}}montuojamas šildytuvas dėl vietinių temperatūros gradientų. Kalibruokite grafiką po pirmojo šildytuvo gedimo, palygindami faktinius ciklus su gedimu iki numatytos slenksčio, tada sureguliuokite. Įrenginiuose, kuriuose PFA šildytuvo gedimai buvo nenuspėjami, įvedus ciklų skaičiavimą, su gedimais susijusios prastovos per pirmuosius metus paprastai sumažėja 70–90 %. Ciklo skaitiklio (50–150 šildytuvo) kaina susigrąžinama užkirtus kelią neplanuotam gedimui (50–150 šildytuvo) susigrąžinama užkirtus kelią neplanuotam gedimui (500–5 000 prastovos ir pakeitimo). Esant kritiniams procesams, integruokite ciklo skaitiklius į PLC su automatiniu įspėjimu, kai ciklai pasiekia 80 % pakeitimo slenksčio. Nepasikliaukite operatoriaus atmintimi{27}}šilumos ciklai kaupiasi tyliai, o kalendorinis laikas yra prastas tarpinis serveris. Suskaičiuokite ciklus ir leiskite ciklams pasakyti, kada pakeisti.
