Hvernig takmarkar vélrænt högg og titringur notkun grafítvarmaskipta?

Grafít er keramik-líkt efni sem er sterkt við þjöppun en brothætt. Eitt stuð eða þrýstibylgja eða áframhaldandi titringur getur brotið grafítskipti og valdið því að hann bilar skelfilega á þann hátt að sveigjanleg PTFE rör myndu aldrei. 9. Grafít hefur framúrskarandi tæringarþol og hitaleiðni, en það er vélrænt viðkvæmt og þar af leiðandi nokkuð takmarkað hvað varðar hvar hægt er að setja það upp á öruggan hátt. Mikilvægt er að skilja takmörkun grafítvarmaskipta með vélrænni losti við val á búnaði sem verður áreiðanlegur á tilgreindum endingartíma.

Grafít er brothætt, engin sveigjanleiki, engar viðvaranir
Grafít hefur í rauninni enga sveigjanleika eða sveigjanleika fyrir brot. Á meðan málmar eru plastaflöganlegir og teygjast undir álagi og PTFE lengist mjög áður en það rofnar, er grafít brothætt fast efni. Það er hvorki sveigjanlegt né teygjanlegt. Það brotnar. Togstyrkur ógegndræps grafíts er venjulega 10–20 MPa, svipað og PTFE. Hins vegar, getu PTFE til að afmynda plast og gleypa orku þýðir að það er miklu meira höggþolið. Grafít safnar aftur á móti teygjanlegri orku þar til mikilvægu streitustigi er náð og brotnar síðan skyndilega án undangenginnar aflögunar.

Slíkur stökkleiki gerir grafítvarmaskiptara ófær um að standast hratt vélrænt álag, skörp högg eða endurteknar álagslotur. Ofþrýstingur eða hóflegur titringur með tímanum getur valdið sprungum sem breiðast út í gegnum blokkir, rör eða rörplötur.

Sérstakar vélrænar hættur fyrir grafítvarmaskiptara
Water Hammer The Secret Pressure Wave
Skyndileg stöðvun á flæði, ræsing dælunnar eða lokun lokar framkallar þrýstingsbylgju sem fer í gegnum leiðsluna á hljóðhraða. Þessi vatnshamarshutt getur skapað þrýsting sem er margfalt meiri en hönnunarþrýstingur kerfisins. Slík sterk högg getur þegar í stað brotið blokkir eða rör fyrir grafítskipti. Grafít er keramik-eins og í náttúrunni og gleypir ekki orku þrýstibylgjunnar með teygjanlegri aflögun. Þrýstibylgjan finnur veikan punkt, venjulega í kringum stútatengingar eða horn blokka, og byrjar að brotna.

Grafít er áhættuval í hvaða kerfi sem er þar sem vatnshamar er möguleiki. Dæmigerðar orsakir vatnshamrar eru þéttandi gufulínur, langir pípur með hraðlokandi-lokum og ófullnægjandi dæluútblásturslínur. Grafítvarmaskiptir getur skemmst innvortis af einum alvarlegum atburði, jafnvel þegar ekki er augljóst ytra tjón.

Titringsþreyta snúningsbúnaðar
Dælur, þjöppur, hrærivélar og nærliggjandi snúningsvélar flytja stöðugan titring í gegnum pípuna og skiptiskelina. Þessi vélræni titringur getur lagt álag á grafítíhluti með tímanum, sérstaklega við samskeyti, rör-við-rörplötutengingar eða þegar ósveigjanleg rör er tengd beint við skiptistúta. Titringurinn þarf ekki að vera mikill; miðlungs amplitude, hátíðni sveiflur geta framkallað örsprungur sem breiðast út jafnt og þétt þar til algjört brot á sér stað.

Grafítskiptarar þurfa vélrænt „hljóðlátt“ þjónustuumhverfi. Að festa hann á sama renna og fram og aftur dælu eða rétt við hliðina á ójafnvægi viftu er ávísun á ótímabæra bilun. Í sumum tilfellum er hægt að örva innbyggða tíðni grafítröra eða -kubba, jafnvel með flæðisörvandi titringi ólgandi vökva sem streymir í gegnum rásir skiptisins.

Skemmdir vegna meðhöndlunar og umhirðu
Brotleiki hefur líka áhrif á uppsetningu og þjónustu. Verkfæri sem hefur dottið niður, snertir grafítstút, þungur rörflans rekinn úr röðun, jafnvel ef festingar á hlífinni eru ofhert, getur það myndað sprungu. Málmskipti geta tekið erfiða meðhöndlun meðan á samsetningu stendur, en grafíteiningar verða að fara varlega. Annað stórt áhyggjuefni er flutningaskemmdir: bretti sem sleppt er við affermingu getur brotið grafítblokk áður en það sér þjónustu.

Mótvægisaðgerðir fyrir grafítskipti
Ef nota á grafítvarmaskipti á stöðum þar sem getur verið vélrænt högg eða titringur, þá eru ýmsar hönnunar- og uppsetningaraðferðir sem gætu dregið úr áhættu:

Ráðstöfun til að draga úr hættu
Vatnshamar Notaðu hæglokandi lokar, straumvörn eða rafgeyma. Ekki nota segullokuloka á vökvastrauminn inn í skiptiskipti sem lokast hratt. Hannaðu leiðslur til að lágmarka hraðar sveiflur í flæði.
Titringur í leiðslum Settu sveigjanleg tengi (fléttaðar málmslöngur eða þenslusamskeyti) á milli stífu röranna og skiptistúta. Styðjið rör sérstaklega nálægt skiptanum til að koma í veg fyrir álagsflutning.
Titringur í dælum, eða þjöppum Einangraðu skiptiskipti á titringsdempuðum festingum. Skiptinn er aðskilinn frá titringsvélum með 2 til 3 metrum af sveigjanlegum leiðslum.
Höggvörn Settu hlífar eða búr í kringum viðkvæma stúta. Merktu lyftistöngina beint á skiptiskelina. Þjálfa viðhaldssérfræðinga í rétta meðhöndlunartækni.
Hitaáfall Stjórna hitunar- og kælihraða (venjulega<5–10°C/min). Never infuse cold fluid into a hot exchanger abruptly.
Jafnvel með þessum skrefum getur engin mótvægi dregið algerlega úr hættunni sem stafar af vélrænni streitu. Fyrir notkun þar sem ekki er hægt að komast hjá vatnshamri eða miklum titringi á öruggan hátt, ætti að rannsaka önnur efni eins og PTFE slöngufúnta eða kísilkarbíðskipti.

Þegar grafít virkar-og þegar það virkar ekki
Grafítvarmaskiptir eru góðir fyrir vélrænt stöðugar-titringsuppsetningar með stöðugu flæði vökva, engar þrýstibylgjur og varkárir stjórnendur. Dæmigerð viðunandi umsóknir eru:

Upphitun eða kæling vökva í stöðugu-ástandi í efnakljúfum

Þétting hreinnar gufu með þyngdarafrennsli

Endurketilþjónusta með stýrðu hitauppstreymi

Óviðeigandi forrit:

Þéttivatnskerfi sem eru næm fyrir gufuhamri

Stöðvar aftan við gangdælur

Fartækur eða sjóbúnaður sem er viðkvæmur fyrir hreyfingum og höggum

Sérhver þjónusta sem hefur ekki sveigjanleg tengi eða viðeigandi stuðning fyrir lagnakerfið.

Samanburður við PTFE: Chemical Resistance vs Mechanical Toughness
Samanburðurinn við ptfe er talandi. PTFE slöngubúntin beygjast þegar þrýstibylgjur eiga sér stað og gleypa vélræna áfallið án skemmda. PTFE þolir tíðan titring og hóflega misnotkun meðhöndlunar. En PTFE getur ekki unnið við sama háa hitastig og grafít og hefur ekki sömu mikla hitaleiðni. Ákvörðunin á milli grafíts og PTFE er venjulega skipt-á milli efna-/varmavirkni (grafít) og vélrænni styrkleika (PTFE).

Samantekt
Stökkleiki grafíts takmarkar notkun þess við traustar,-titringslítil uppsetningar, á meðan PTFE er mun fyrirgefnara. Vatnshamar, titringur og höggskemmdir eru raunveruleg áskorun fyrir heilleika grafítvarmaskipta. Ekki er hægt að laga brotna blokk eða rör og venjulega verður að skipta um eininguna. Þannig að vélræna umhverfið er jafn mikilvægt og efnaumhverfið við val á efni. Gangverk lagna, virkjunartíma ventils, vélar sem snúast í kring og meðhöndlunaraðferðir verða að vera fullnægjandi metnar áður en grafítvarmaskipti er tilgreint. Ef ekki er hægt að forðast vélrænt áfall, annað en skelfilega bilun og ófyrirséðan niðurtíma, ætti að íhuga tæringarþolin efni eða aðra hönnun skipta.