Anodavimo įmonė ištraukė didelį PTFE panardinamąjį šildytuvą iš 1200 mm gylio sieros rūgšties bako po vienuolikos mėnesių eksploatacijos. Sumontavus šildytuvas buvo tiesus. Dabar jis buvo palinkęs link bako sienos beveik 14 mm centre. Tvirtinimo varžtai vis dar buvo priveržti, šildytuvas nebuvo įskilęs, tačiau lankas atvėrė tarpą tarp šildytuvo ir sienos, sukurdamas sustingusią zoną, kurioje skystis perkaito ir PTFE degradavo.
Lanko deformacija yra konstrukcijų gedimo būdas, būdingas giliuose rezervuaruose, kur šildytuvas yra ilgas ir plonas. Šildytuvas viršuje yra suvaržytas tvirtinimo flanšu, o apačioje - kreiptuvu arba laikikliu. Kai šildytuvas įkaista, jis plečiasi. Apribojimai neleidžia tolygiai išsiplėsti, o šildytuvas nusilenkia, kad sumažintų įtampą.
Kodėl gilieji tankai skatina nusilenkimą
Giliame bake šildytuvas yra ilgas. 1 200 mm gylio bakui gali prireikti 1 000 mm ilgio šildytuvo. Ilgio-ir-skersmens santykis yra didelis, todėl šildytuvas lankstus. Ilgas, lieknas šildytuvas lenkia lengviau nei trumpas storas.
Temperatūros pasiskirstymas giliame rezervuare nėra vienodas. Apatinė šildytuvo dalis yra panardinta į vėsesnį, tankesnį skystį. Viršutinė dalis yra šiltesniame, mažiau tankiame skystyje. Temperatūros skirtumas tarp šildytuvo viršaus ir apačios sukuria skirtingą išsiplėtimą. Šiltesnis viršus plečiasi labiau nei vėsesnis dugnas. Šildytuvas nusilenkia vėsesnės pusės link.
| Bako gylis | Šildytuvo ilgis | Ilgio-ir-skersmens santykis | Nusilenkimo rizika | Tipiškas lankas po 12 mėnesių |
|---|---|---|---|---|
| 600 mm | 400 mm | 12:1 | Žemas | <3 mm |
| 800 mm | 600 mm | 19:1 | Vidutinis | 3-8 mm |
| 1000 mm | 800 mm | 25:1 | Aukštas | 8-14 mm |
| 1200 mm | 1000 mm | 31:1 | Labai aukštas | 12-20 mm |
| 1500 mm | 1300 mm | 41:1 | Sunkus | >20 mm |
Šildytuvo ilgio-ir-skersmens santykis ir nusilenkimo rizika giliuose rezervuaruose
Kaip lankas veikia šildytuvo veikimą
Išlenktas šildytuvas sukuria tarpą tarp šildytuvo ir bako sienelės. Tarpas yra plačiausias lanko centre. Skystis tarpelyje stovi,{2}}jis negali laisvai cirkuliuoti. Šildytuvo paviršius, nukreiptas į tarpą, įkaista, nes šiluma negali patekti į birų skystį.
Aukštesnė paviršiaus temperatūra pagreitina PTFE skilimą, nuosėdų nusėdimą ir prasiskverbimą. Nulenkta sritis tampa pirmąja sugedusia šildytuvo dalimi.
Lankas taip pat keičia srauto modelį šildytuvo proceso pusėje. Šildytuvo paviršius nebėra lygiagretus sienai, o srautas pasiskirsto netolygus. Srityse, kur tarpas siauras, greitis didesnis; tose srityse, kuriose tarpas yra platus, greitis yra mažesnis. Dėl netolygaus srauto bako temperatūra ne-vienoda.
Lanko deformacijos prevencija
Veiksmingiausia prevencija – padidinti šildytuvo standumą. Storesnis apvalkalas geriau atlaiko nusilenkimą nei plonas. Padidinus apvalkalo sienelės storį nuo 2,0 mm iki 2,5 mm, lankas sumažėja 30–40%.
Pridėjus vidines standinimo briaunas arba centrinį atraminį vamzdį, padidėja standumas, nepridedant didelio svorio. Briaunos gali būti suvirintos arba sujungtos su vidiniu elementu ir gali būti nukreiptos išilgai šildytuvo ilgio.
Lankstus tvirtinimo dizainas prisitaiko prie šiluminio plėtimosi, nesukeldamas apribojimų, dėl kurių galima nusilenkti. Išpjovos skylės, spyruokliniai-laikikliai arba slankiojantis laikiklis leidžia šildytuvui išsiplėsti ir susitraukti nesilenkiant.
| Prevencinė priemonė | Poveikis lankui | Įgyvendinimas | Kaina |
|---|---|---|---|
| Storesnis apvalkalas, 2,5 mm | 30-40% sumažinimas | Šildytuvo dizainas | Vidutinis |
| Vidiniai standumo briaunos | 40-60% sumažinimas | Šildytuvų gamyba | Vidutinis |
| Tvirtinimo skylės | 20-35% sumažinimas | Montavimo dizainas | Žemas |
| Spyruokliniai{0}}laikikliai | 30-50% sumažinimas | Montavimo dizainas | Aukštesnis |
Laivapriekio deformacijos prevencijos priemonės giliuose rezervuaruose
Kai nusilenkimas rodo dizaino problemą
Šildytuvas, kuris nusilenkia, nepaisant storesnio apvalkalo ir lankstaus tvirtinimo, rodo, kad bako gylis ir šildytuvo ilgis neatitinka šildytuvo konstrukcijos. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su storesniu apvalkalu, vidinėmis standumo briaunomis ir lanksčia tvirtinimo konstrukcija pašalina pagrindinę nusilenkimo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja bako gylio, skysčio lygio diapazono, šildytuvo ilgio, darbinės temperatūros ir reikiamos galios. Įrenginiams su giliais anodavimo bakais šis pritaikymas-specifinis metodas sumažina lanko deformaciją ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
