1 mm plonos PFA sienelės abrazyvinėje srutoje esant 1,5 m/s greičiui didžiausias leistinas dalelių dydis, kad būtų išvengta duobių susidarymo (lokalizuota erozija, gilesnė nei 0,1 mm per metus), yra 150–200 µm kietoms dalelėms (silicio dioksidas, aliuminio oksidas, Mohs 7–9) ir 300 µm minkštųjų dalelių anglies dalelių. karoliukai, Moso 3–4). Didesnės dalelės sukelia įdubimus, nes jų smūgio energija (E ∝ d³ × v²) viršija kritinę PFA išeigos ribą. 300 µm silicio dioksido dalelė, esant 1,5 m/s greičiui, sukuria maždaug 0,5 µJ smūgio energiją, kurios pakanka sukurti mikro-kraterį (5–10 µm gylio) PFA paviršiuje. Pasikartojantys smūgiai padidina kraterį į duobę. 1 mm sienai gilesnės nei 0,3 mm duobės (30 % storio) žymiai sumažina tarnavimo laiką. Kad išvengtumėte duobių susidarymo, apribokite dalelių dydį iki<200 µm for hard abrasives, or reduce velocity to <1.0 m/s.
Smūgio energija ir įdubimų slenkstis
Kritinis dalelių dydis d_crit gaunamas iš erozijos modelio: d_crit ∝ (H_PFA / (ρ_p × v²))^ (1/3), kur H_PFA yra kietumas (≈ 65 Shore D, ≈ 20 MPa įdubimas). Silicio dioksidui (ρ=2,650 kg/m³), v=1.5 m/s, d_crit ≈ 180 µm.
Didesnės dalelės sukelia įdubimus, nes:
Jie turi didesnę kinetinę energiją (svarstyklės su d³)
Jie sukuria gilesnę įdubą (skalės su d)
Jie linkę smūgiuoti didesniais kampais (mažiau sukimosi)
1 mm sienai 0,3 mm duobės gylis sumažina likusį storį iki 0,7 mm – vis tiek priimtina. Tačiau duobės veikia kaip streso koncentratoriai. Prasidėjus duobių formavimuisi, erozijos greitis lokaliai paspartėja.
Dalelių dydžio ribos pagal medžiagą
| Dalelių medžiaga | Kietumas (Mosas) | Tankis (kg/m³) | Maksimalus dydis 1 mm sienai (µm) esant 1,5 m/s greičiui | Numatomas duobės gylis (µm/metus) | Rekomendacija |
|---|---|---|---|---|---|
| Silicio smėlis | 7 | 2,650 | 150–180 | 30–50 | Priimtinas |
| Aliuminio oksidas | 9 | 3,900 | 100–130 | 50–80 | Ribinis |
| Silicio karbidas | 9.5 | 3,200 | 80–100 | 80–120 | Nerekomenduojama |
| Stiklo karoliukai | 5.5 | 2,500 | 250–300 | 10–20 | Saugus |
| Kalkakmenis (CaCO₃) | 3 | 2,700 | 350–400 | 5–15 | Saugus |
| Polimerinės granulės (HDPE) | 1–2 | 950 | >1,000 | <5 | Saugus |
| Metalo smulkmenos (plienas) | 5 | 7,800 | 150–200 | 20–40 | Priimtinas |
| Lakieji pelenai | 5–6 | 2,200 | 200–250 | 15–30 | Priimtinas |
Greičio įtaka kritinių dalelių dydžiui
| Greitis (m/s) | Kritinis d silicio dioksidui (µm) | Duobės gylis (µm/metus), esant d=200 µm | Pastabos |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 400 | <5 | Saugus (be duobių) |
| 1.0 | 250 | 10–20 | Priimtinas |
| 1.5 | 180 | 30–50 | Kraštinė plonoms sienelėms |
| 2.0 | 120 | 80–120 | Didelė rizika 1 mm sienai |
| 2.5 | 90 | 150–200 | Nepriimtina |
| 3.0 | 70 | 250–300 | Greitas gedimas |
Praktinės 1 mm PFA sienos instrukcijos
| Paslaugos reikalavimas | Maksimalus dalelių dydis | Maksimalus greitis | Numatomas gyvenimas (metai) |
|---|---|---|---|
| Kietos dalelės (silicio dioksidas, aliuminio oksidas) | <150 µm | 1.5 m/s | 1–2 |
| Kietos dalelės | <100 µm | 2.0 m/s | 1–2 |
| Kietos dalelės | <200 µm | 1.0 m/s | 2–3 |
| Minkštos dalelės (kalkakmenis, stiklas) | <400 µm | 1.5 m/s | 3–5 |
| Bet kokios dalelės | N/A | <0.5 m/s | 5–10 (nežymi erozija) |
Lauko pavyzdys
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. Tada 1 mm sieninis šildytuvas tarnavo 3 metus.
Įdubimų aptikimas
Apžiūrėkite šildytuvo paviršių padidinamuoju stiklu (10–20×). Duobės atrodo kaip maži krateriai (0,2–1 mm skersmens). Išmatuokite duobės gylį gylio matuokliu arba smulkia adata. Jei duobės gylis viršija 0,3 mm 1 mm sienoje, planuokite pakeisti per 6 mėnesius. Jei kelios duobės viršija 0,5 mm, nedelsdami pakeiskite.
Negabaritinių dalelių mažinimas
Įdiekite ekraną arba filtrą upstream to remove particles >200 µm.
Sumažinkite srauto greitį20–30 % (erozija sumažėja 50–70 %).
Naudokite storesnę sieną(2–3 mm) – leidžia gilesnes duobes prieš perforaciją.
Naudokite nešiojamą rankovę(PTFE, 1–2 mm), kurį galima pakeisti (žr. #64 straipsnį).
Išvada: 1 mm sienai esant 1,5 m/s, maksimalus dalelių dydis yra mažesnis arba lygus 150–200 µm kietiesiems abrazyvams
PFA šildytuvui su 1 mm storio sienele abrazyvinėje srutoje esant 1,5 m/s greičiui, didžiausias leistinas dalelių dydis, siekiant išvengti įdubimų, yra 150–200 µm kietoms dalelėms (silicio dioksidas, aliuminio oksidas) ir 300–400 µm minkštoms dalelėms (kalkakmeniui, stiklui). Didesnės dalelės sukelia smūginius kraterius (duobes), kurie ilgainiui gilėja ir perforuoja ploną sienelę. Jei didelių dalelių negalima pašalinti, padidinkite sienelės storį iki 2–3 mm, sumažinkite greitį arba įstatykite dėvėjimosi movą. 1 mm siena yra subtili. Jis negali atlaikyti didelių, kietų dalelių. Svarbu dydis. Filtruokite juos, sulėtinkite arba sutirštinkite. Jūsų šildytuvo tarnavimo laikas priklauso nuo dalelių kontrolės. Išmatuokite savo srutas, žinokite savo daleles ir atitinkamai suprojektuokite. Abrazyvinio naudojimo metu plonos sienos yra rizikingos. Storos sienos yra saugesnės. Rinkitės protingai.
