כיצד לקבוע את רדיוס הכיפוף המינימלי האפשרי עבור מחמם PFA שיותקן בנמל Manway מעוקל?

פתחי מיכל מיכל הם בדרך כלל מעוקלים או בעלי מרווח מוגבל, כך שמחממי PFA חייבים להתכופף סביב מכשולים. רדיוס הכיפוף המינימלי האפשרי של מחמם PFA נקבע על ידי שלושה גורמים, קוטר הצינור, עובי הדופן והמתח המותר ללא שבירה. רדיוס הכיפוף המינימלי המוצע (לקו האמצע של הצינור) עבור מחמם PFA קונבנציונלי של 25 מ"מ OD עם דופן 2.0 מ"מ הוא 200 מ"מ (8× OD). עבור קיר דק יותר (1.5 מ"מ) ניתן להוריד את הרדיוס ל-150 מ"מ (6 x OD). עבור קטרים ​​גבוהים יותר (32 מ"מ OD) הרדיוס המינימלי גדל ל-250-300 מ"מ (8-9× OD). אם הרדיוסים הללו מכופפים חזק יותר, הרדיוס החיצוני יתאמץ יותר מדי, מה שעלול להוביל לעיוות בלתי הפיך, דילול דופן ופיצוח מתח במהלך מחזורי חום. אין לכופף מחממי PFA בשטח. יש להשתמש בתנורי חימום מכופפים מראש של היצרן עם חימום מווסת וכיפוף מדים.

חישוב רדיוס עיקול ומגבלת מתח
הרדיוס החיצוני נתון במתח כעקומות צינור. מתח המתיחה ε על הסיב החיצוני הוא ε=(r_outer - r_centerline) / r_centerline=(D/2) / R, כאשר D הוא הצינור OD ו-R הוא רדיוס הכיפוף לקו המרכז. מתח מתיחה מקסימלי המותר ללא נזק קבוע (מתח תפוקה) עבור PFA הוא כ-5-8% בטמפרטורת החדר. אם ניקח ε_max=0.05, R_min=(D/2)/0.05=10 x (D/2)? המתן, חזור על המתמטיקה:=(D/2) / R עבור ε=0.05, R=(D/2)/0.05=D/0.1=10D. לפיכך R_min=250 מ"מ עבור D=25 מ"מ. היצרנים עשויים לייצר עיקולים הדוקים יותר, 6× OD, על ידי חימום ה-PFA בזמן כיפוף. אם נעלה את זן התשואה ל-15 - 20 % ב-150 C, אז R=(D/2) / 0.15=D/0.3=3.3D. מינימום מעשי. חימום זהיר 4-5 פעמים OD.

עבור תנור חימום עם ליבת מתכת פנימית, הליבה מתכופפת גם כן. רדיוס הכיפוף המינימלי עבור ליבת המתכת (Incoloy או טיטניום) הוא 3-4× OD עבור כיפוף בודד ו-5-6× OD עבור כיפוף חוזר. לעתים קרובות הגבול נקבע על ידי הליבה מכיוון שהמתכת מתקשה ועלולה להישבר אם מכופפת אותה בצורה חמורה מדי. עבור מחמם OD 25 מ"מ עם דופן של 2 מ"מ, OD ליבת מתכת היא כ-21 מ"מ. רדיוס כיפוף מינימלי (לפי נתוני יצרן) 80-100 מ"מ (4-5× OD ליבה). זה מתאים לרדיוס עיקול של מעטפת PFA של 100-125 מ"מ.

רדיוס כיפוף מינימלי לפי גודל מחמם ועובי קיר
צינור OD (מ"מ) עובי דופן (מ"מ) ליבה OD (מ"מ) רדיוס כיפוף מינימלי (מ"מ) - PFA בלבד (מחומם) רדיוס כיפוף מינימלי (מ"מ) - עם ליבת מתכת מינימום מומלץ להתקנה בשטח (קר) מכפיל (OD)
12 1.0 10 40 50 60 5× 12 1.5 9 45 55 70 6× 16 1.5 13 60 70 90 5.5× 20 1.5 17 75 90 120 6× 20 2.0 16 80 100 130 6.5× 25 1.5 22 100 120 150 6× 25 2.0 21 110 130 175 7× 25 2.5 20 120 140 200 8× 32 2.0 28 150 180 250 8× 32 2.5 27 170 200 280 9× 38 2.5 33 200 250 350 9× קביעת היתכנות עבור נמל Manway מעוקל
כדי לקבוע שתנור PFA עשוי לעבור דרך פתח פתח מעוקל:

מדוד את גיאומטריית היציאה: רוחב מרווח מינימלי (W), זווית כיפוף נדרשת (θ, מעלות) ואורך מוביל ישר זמין לפני ואחרי העיקול.

רדיוס עיקול נדרש R_req=L / תטא (ברדיאן) כאשר L הוא אורך הקטע הכפוף של היציאה (אורך הקשת). R_req=500 / (π/2)=500 / 1.57=318 מ"מ עיקול של 90 מעלות עם אורך קשת של 500 מ"מ.

Compare R_req with the minimum bend radius of the heater from the above table. If R_req >= R_min, אז ניתן לכופף את התנור מראש- לרדיוס הזה ולהתקין אותו. R_req < R_min פירושו שהעיקול הדוק מדי.

מחמם OD 25 מ"מ עם רוחב של 2.0 מ"מ דורש R min =175 מ"מ קר וכפוף 130 מ"מ- במפעל. ניתן להעלות על הדעת יציאת תנועה הדורשת R req=200 mm . זה עם R req =120 מ"מ לא יכול להיות מכופף קר. תנור חימום מכופף מראש שיוצר במפעל עשוי לקבל 130 מ"מ, אבל 120 מ"מ עדיין מתחת לגבול. אפשרויות: השתמש בתנור חימום בקוטר קטן יותר (20 מ"מ OD, R_min=130 מ"מ קר) או השתמש בכמה מחממים ישרים קצרים במקום דוד אחד כפוף ארוך.

טיפים להתקנה של יציאות Manway מעוקלות
אם רדיוס הכיפוף המחושב אפשרי, הזמינו את התנור הכפוף- מראש מהיצרן. כיפוף מפעל מבוצע עם מדרלים מחוממים, קירור מבוקר ובדיקת איכות (מדידת עובי דופן בכיפוף). כיפוף שדה, אפילו עם אקדחי חום, גורם לרוב להיחלשות הקיר, לחץ שיורי וכפיפות לא אחידות. אמינות מצדיקה את המחיר של תנור חימום-מכופף מראש (פרימיום 20–40%).

אם התנור כפוף מראש, תמכו בו במספר מיקומים לאורך העיקול כדי למנוע צניחת. אזור העיקול פחות נוקשה ועלול לצנוח תחת המשקל שלו, ולגרום ללחץ ליד שיא העיקול. אוכפי PTFE או PFA למרווחים של 200-300 מ"מ. אין להדק על העיקול עצמו, רק על חלקים ישרים.

עבור יציאות צמודות של פתחים צפופים שבהם שום דוד מסחרי לא יכול להתאים, נסה מחמם PFA גמיש (ראה מאמר מס' 69 על שרביטים ניידים). עבור רדיוסי עיקול של 50-80 מ"מ, תנורי חימום גמישים הם דקים יותר (1.0-1.2 מ"מ) וקטנים יותר בקוטר (12-16 מ"מ). עם זאת יש להם דירוג כוח נמוך יותר (בדרך כלל<2 kW) and shorter longevity in hostile chemicals.

מסקנה: 6-8× OD הוא מינימום סביר עבור רוב המחממים
עבור התקנה קרה של מחמם PFA המותקן בפתח פתח מעוקל, רדיוס הכיפוף המינימלי המעשי הוא 6-8× הקוטר החיצוני של הצינור. עבור תנורי חימום מכופפים מראש- מהמפעל, רדיוס הכיפוף המינימלי המעשי הוא 4-6× OD. עבור תנור חימום קונבנציונלי בגודל 25 מ"מ עם דופן של 2.0 מ"מ, הרדיוס המינימלי הוא 150-175 מ"מ (קר) או 130-150 מ"מ (מכופף במפעל). עיקולים הדוקים יותר במהלך רכיבת חום עלולים לגרום להיחלשות הקירות, למתח יתר ולפיצוח מתח. המהנדסים צריכים למדוד את העקמומיות של יציאת הנמל, לקבוע את רדיוס העיקול הנדרש, להשוות אותו לגבולות המחמם, ולהזמין מחממים מכופפים מראש במידת הצורך. אם הרדיוס הדרוש קטן מהמינימום, התאם את גישת ההתקנה למספר תנורי חימום ישרים, תנור חימום בקוטר קטן יותר או שרביט נייד גמיש. כיפוף תנור חימום מעבר לגבול שלו הוא לא אפשרות עיצובית, זה כישלון שמחכה לקרות. כבד את הרדיוס. תכבד את החומר.