Koja je realna maksimalna brzina protoka za PFA grijač uronjen u kašu staklenih kuglica bez erozivnog trošenja?

The PFA heater sheaths are a little bit abrasive to glass beads (diameter 200 µm, Mohs hardness 5–6). Sharp silica sand cuts more, round glass beads less cutting and more surface fatigue. The critical velocity for the commencement of detectable erosion (wall thinning >0,1 mm/godina) je 3,5-4,0 m/s za 2 mm PFA zid. Za duži radni vijek (5 godina, 40 000 h) najveća moguća brzina protoka je 2,5–3,0 m/s, što ograničava eroziju na 0,2–0,3 mm/god. Iznad 4,5 m/s, stope erozije se brzo povećavaju na 0,8-1,2 mm/godišnje, erodirajući stijenku do 1 mm u 1-2 godine. Kašike od staklenih kuglica manje su erozivne od silikatnog pijeska i više od polimernih peleta. Za brzine iznad 3,5 m/s, odredite deblju PFA stijenku (3 mm) ili zamjenjivu habajuću čahuru.

Sferne naspram kutnih čestica Mehanizam erozije
Koncentracija naprezanja na površini PFA izazvana kuglastim staklenim kuglicama manja je od koncentracije uglatih čestica. Ali okrugli oblik širi snagu utjecaja na šire područje, ograničavajući količinu lokalnog rezanja. Erozija nastaje umorom. Ponovljeni udari dovode do mikropukotina koje se spajaju i tvore jame. Brzina erozije proporcionalna je E=kv^n, s n=2.5-3.0 za sferne čestice (nasuprot . 3.0-3.5 za kutne). Pri 3 m/s, staklene kuglice erodiraju 0,15–0,25 mm/godišnje, silikatni pijesak pri istoj brzini erodira 0,4–0,6 mm/godišnje. Staklene perle su 2-3× manje destruktivne.

Zbog toga su PFA grijači prikladniji za upotrebu kaše od staklenih kuglica (npr. mlinovi s kuglicama s miješalicom, klasifikatori s fluidiziranim slojem) nego za usluge silika pijeska.

Stopa erozije u odnosu na brzinu protoka (2 mm PFA zid, 80 stupnjeva, 10% krutine)
Brzina protoka (m/s) Oblik čestice Brzina erozije (mm/god) Vrijeme do 1 mm (od 2 mm) Preostalo 5-godišnje stanjivanje (mm) Preporučena maksimalna brzina, 5-godišnji život
1,0 Sferično 0.03-0.05 20-30 godina 0,15-0,25 Sigurno 1,5 Sferično 0.05-0.08 12-20 godina 0,25-0,40 Sigurno 2,0 Sferično 0.08-0.12 8-12 godina 0,40-0,60 Sigurno 2,5 Sferično 0,12-0,18 Prihvaćanje 0,60–0.90 5–8 godina
3,0 Sferično 0.18-0.25 4-6 godina 0,90-1,25 Marginalno (10% stanjivanje u 5 godina)
3,5 Sferni 0,25–0.35 3–4 godine 1,25–1,75 Ne preporučuje se.
4,0 Kuglasti 0.35-0.50 2-3 godina 1,75-2,50 Br
4.5 Spherical 0.50–0.80 1.2–2 years >2.0 (perforacija) br.
5,0 Sferično 0,80–1.20 0.8–1,2 god.Perforacija br.
Za usporedbu: silikatni pijesak (kutni, 200 µm) pri 3 m/s erodira 0,5-0,8 mm/godišnje - 2-3× brže.

Utjecaj koncentracije krutih tvari
Pri konstantnoj brzini, brzina erozije je u osnovi linearna funkcija sadržaja krutih tvari (tež.%). Za 3 m/s:

Koncentracija krutih tvari (tež.%) Stopa erozije (mm/godina) 5-godišnje stanjivanje (mm) Prijedlog
1% 0,03–0.05 0.15–0,25 Sigurno Bilo koja brzina do 4 m/s 5 % 0.10-0.15 0.50-0.75Sigurno do 3,5 m/s.
10% 0,18–0.25 0.90–1,25 Najviše 3,0 m/s.
20% 0.30-0.45 1.50-2.25 Max. 2.5 m/s
30% 0,45–0.65 2.25–3,25 Izbjegavajte PFA Koristite metalnu ili zamjensku čahuru
Praktične ideje
Životni vijek sa zidom od 2 mm PFA 5 godina:

Najveća brzina=2.5 m/s za 10% staklenih kuglica.

Maks. brzina=3.0 m/s s 5% staklenih kuglica

Najveća brzina=3.5 m/s za 2% staklenih kuglica

Za produljenje života:

Deblja stijenka: 3 mm PFA erodira 0,12–0,18 mm/godišnje pri 3 m/s → 0,6–0,9 mm stanjivanje u 5 godina → prihvatljivo.

Manja brzina: Smanjite brzinu crpke ili ugradite ispravljače protoka kako biste smanjili brzinu na 2 m/s.

Orijentacija: Vertikalni protok paralelan s osi grijača smanjuje eroziju 5-10× u odnosu na poprečni protok (vidi članak #72).

Zaštitna čahura: Zamjenjiva PTFE čahura, debljine 1 mm, postavljena je preko grijača. Promijenite rukav svake 2-3 godine. PFA ispod ostaje netaknut.

Primjer s terena
PFA grijači sa stijenkom od 2 mm korišteni su s petljom kaše od staklenih kuglica (200 µm, 15% krutine, 3,2 m/s, 80 stupnjeva). Nakon 18 mjeseci grijači su korodirali do debljine od 1 mm (stopa stanjivanja od 0,7 mm godišnje). Postrojenje je ugradilo habajući rukav (2 mm debljine PTFE, 50 svaki) preko PFA grijača. Čahura se istrošila nakon 12 mjeseci i zamijenjena je. PFA grijač je bio originalne debljine. PFA grijač je i dalje radio nakon 5 godina. 50 svaki) na PFA grijaču. Čahura je istrošena nakon 12 mjeseci i bila je zamijenjen. PFA grijač bio je originalne debljine. PFA grijač je još uvijek bio u upotrebi nakon 5 godina. Trošak rukavca. The250 uštedio je 2000 USD na zamjeni grijanja tijekom 5 godina.

Otkrij i prati
For existing slurry service, measure PFA wall thickness annually at five sites (upstream, downstream and sides) with an ultrasonic gauge. Velocity is too high if thinning is >0,2 mm/god. Izbori:

20% manja brzina (50 do 60% manja erozija).

Prihvaćeni vijek trajanja grijača od 2 godine.

Dodajte istrošenost rukava.

Zaključak. 2.5-3.0 m/s Maks. za 5-godišnji život s 10% staklenih kuglica
Najveća brzina protoka za PFA grijač uronjen u kašu od 200 µm staklenih kuglica (10% čvrste tvari, 80 stupnjeva), bez erozivnog trošenja, iznosi 2,5-3,0 m/s za 5 godina radnog vijeka sa stijenkom od 2 mm. Pri 3,5 m/s erozija se ubrzava i život se smanjuje na 3-4 godine. Staklene kuglice su manje erozivne od silikatnog pijeska (2-3× niža stopa erozije), iako je i dalje potrebna kontrola brzine. Specificirajte deblje stijenke (3 mm) ili izmjenjive habajuće čahure za veću brzinu ili produljeni vijek trajanja. debljina mjeriti godišnje; zamijeniti ako rem. stijenka Veća ili jednaka 1 mm "Okrugla" je moguća za kuglaste kuglice, iako se i dalje troše. Kontrolna brzina. Mjerenje erozije. Zamijenite na vrijeme. Ovisi o grijaču.