ما هي السرعة القصوى للجسيمات التي يمكن لغمد PFA مقاس 1.5 مم أن يتحملها دون فشل تآكل؟
ترك رسالة
في خدمة الملاط الكاشطة-التعدين، وتصنيع الأصباغ، والتعامل مع المحفزات-تضرب الجزيئات الصلبة الموجودة في السائل غلاف سخان PFA وتؤدي إلى تآكل سمك الجدار تدريجيًا. بالنسبة لغمد PFA مقاس 1.5 مم (نموذجي للسخانات الصناعية العامة)، فإن السرعة القصوى للجسيمات قبل فشل التآكل هي دالة لصلابة الجسيمات وحجمها وتركيزها وزاوية التأثير. بالنسبة لرمل السيليكا (صلابة موس 7، متوسط القطر 200 ميكرون، 5% بالوزن)، الحد الأقصى للسرعة المسموح بها هو 2.5-3.0 م/ث لمدة خدمة تبلغ عامين (بافتراض 8000 ساعة تشغيل/سنة). أعلى من 3.5 م/ث، يقترب التآكل من 0.5 مم/سنة وسيتم تقليل الجدار الذي يبلغ سمكه 1.5 مم إلى أقل من 1.0 مم خلال عامين، عندما يصبح التخلل والعطل الميكانيكي ممكنًا. بالنسبة للجسيمات الأكثر صلابة (الألومينا، Mohs 9) تنخفض السرعة القصوى إلى 1.5-2.0 م/ث. بالنسبة للجسيمات الأكثر ليونة (الحجر الجيري موس 3) يُسمح بسرعات تصل إلى 5.0 م/ث. يتم إعطاء معدل التآكل بواسطة E=k × vn حيث n=2.5-3.5 لـ PFA.
قيود السرعة وحساب معدل التآكل
يتم تعريف معدل تآكل PFA بواسطة E=C (v)^3.2 (d)^0.7 (H_p/H_t)^1.2 حيث E بوحدة mm/year، v هي السرعة بوحدة m/s، d هو قطر الجسيم بوحدة mm، H_p هو صلابة الجسيمات بـ Mohs، H_t هو صلابة الهدف (PFA ~2.5 Mohs)، وC هو تركيز ثابت يعتمد على -. بالنسبة لرمل السيليكا (d=0.2 mm، H p =7) عند نسبة 2% بالوزن، تبلغ C حوالي 0.015. عند v=2.5 م/ث، E=0.015 × (2.5)^3.2=0.015 × 22.6=0.34 مم/سنة. تآكل=0.68 ملم في 2+ سنة (16000 ساعة) يبدأ من 1.5 ملم، السمك المتبقي=0.82 ملم - عند الحد الأقصى للخدمة الموثوقة (الحد الأدنى 0.8-1.0 ملم موصى به). عند v=3.0 م/ثانية، E=0.015 x (3.0)^3.2=0.015 x 39.8=0.60 مم/سنة، 1.20 مم في عامين، 0.30 مم فقط - غير مقبول. وبالتالي فإن السرعة الآمنة القصوى لمدة عامين بجدار 1.5 مم هي 2.7 م/ث لهذه المجموعة من الجسيمات.
C ~ 0.025 للألومينا (H_p=9، d=0.1 مم، التركيز =1%) عند v=1.8 م/ث، E=0.025 × (1.8)^3.2=0.025 × 10.2=0.255 مم/سنة، 0.51 مم في عامين، ويترك 0.99 مم - مقبول. عند v=2.0 m/s، E=0.025 × (2.0)^3.2=0.025 × 12.1=0.30 مم/سنة، 0.60 مم في عامين، ويترك 0.90 مم - هامشي ولكنه مقبول. عند v=2.5 م/ث E=0.025 * 22.6=0.565 مم/سنة، 1.13 مم في عامين، 0.37 مم يسارًا-غير مقبول
الحد الأقصى لسرعة الجسيمات حسب المادة (عمر افتراضي لمدة عامين، جدار 1.5 مم)
Particle Hardness (Mohs) MaterialTypical Size (microns)Max Velocity (m/s) for 2 Year Life Erosion Rate at Maximum Velocity (mm/yr)Remaining Thickness After 2 Years (mm) Polymer pellets (HDPE, PP) 1-2 2,000-5,000 >5.0 <0.10 >1.3 كربونات الكالسيوم (الحجر الجيري) 3 100-300 4.5-5.0 0.18-0.22 1.06-1.14
كلوريد الصوديوم (بلورات الملح) 2.5 200–500 4.0–4.5 0.20–0.25 1.00–1.10
خام النحاس (الكالكوبايرت) 3.5-4 100-200 3.5-4.0 0.25-0.30 0.90-1.0
خام الحديد (الهيماتيت) 5–6 100–200 2.8–3.2 0.35–0.45 0.80–0.90
رمل السيليكا (الكوارتز) 7 100-200 2.5-3.0 0.34-0.50 0.80-1.00
رمل السيليكا 7 200-400 2.2-2.7 0.40-0.60 0.70-0.90
حبات زجاجية 5–6 100–300 3.0–3.5 0.30–0.45 0.80–1.00 ألومينا (Al2O3) 9 50–100 1.8–2.2 0.30–0.50 0.80–1.00
كربيد السيليكون (SiC) 9.5 50-150 1.2-1.5 0.45-0.70 0.60-0.80
زركونيا (ZrO2) 8 50-100 1.5-2.0 0.40-0.60 0.70-0.9
الرماد المتطاير (مختلط) 5–6 50–150 3.0–3.5 0.30–0.45 0.80–1.00
الآثار العملية والتخفيفات
بالنسبة للتركيبات الحالية، قم بقياس سرعة التدفق المحلي عبر المدفأة باستخدام أنبوب بيتوت أو مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية. يتم وضع نقطة القياس على بعد 50 مم من سطح المدفأة على الجانب العلوي لأنه بسبب انقباض التدفق، تكون السرعة أعلى بمقدار 1.5-2.5× من سرعة الخزان السائب. إذا كانت السرعة المسجلة أعلى من الحد الأقصى لنوع الجسيم، فاتخذ الإجراء التصحيحي: (1) قم بتركيب عاكس التدفق - (لوحة مثقبة) من 50 إلى 100 مم أعلى المدفأة لتقليل السرعة الموضعية. يمكن للحارف المصمم بشكل صحيح أن يقلل من سرعة المدفأة بنسبة 40-60٪. (2) زيادة سمك جدار السخان إلى 2.5-3.0 مم، مما يزيد من السرعة المسموح بها بنسبة 30-50% مع نفس بدل التآكل. (3) تقليل سرعة المضخة أو استخدام محرك متغير التردد لتقليل سرعة الدوران. (4) تغيير اتجاه السخان: يتعرض السخان العمودي ذو التدفق الموازي لمحور السخان لتآكل أقل بكثير (بمعامل 5-10) من السخان الأفقي المتعامد مع التدفق. بالنسبة لخدمة الملاط، يجب تركيب السخانات عموديًا فقط ويجب أن يكون التدفق محوريًا عبر طول السخان، وليس عرضيًا.
يجب قياس سماكة أغلفة PFA مقاس 1.5 مم والتي تخضع بالفعل للخدمة الكاشطة على أساس سنوي. باستخدام مقياس الموجات فوق الصوتية، قم بإجراء القياسات على ثلاثة ارتفاعات مختلفة وفي أربعة أماكن مختلفة حول المحيط. إذا كان الترقق أكثر من 0.2 مم/سنة، تكون السرعة خارج الحد الآمن. خطط للاستبدال عند السمك المتبقي 1.0 مم واتخذ خطوات تقليل السرعة لاستبدال السخان . 1.5 مم. يؤدي تشغيل الغلاف بسمك أقل من 1.0 مم إلى حدوث ثقب غير متوقع وتلوث الحمام والخطأ الأرضي.
الاستنتاج: الحد الأقصى 2.5-3.0 م/ث لرمل السيليكا
2.5-3.0 م/ثانية هي السرعة القصوى للجسيمات دون فشل تآكل لغمد 1.5 مم PFA في ملاط رمل السيليكا (Mohs 7، 100-200 مم، تركيز 2-5٪) لمدة عامين من التشغيل المستمر. يزيد التآكل عن 0.5 مم/سنة بسرعات متزايدة ويقلل سمك الجدار إلى أقل من الحد الأدنى المقبول وهو 0.8 −1.0 مم بعد عامين. بالنسبة للجسيمات الأكثر صلابة (الألومينا، SiC) تنخفض السرعة القصوى إلى 1.5-2.0 م/ث. يُسمح بسرعات تصل إلى 4.5 م/ث للجسيمات الأكثر ليونة (الحجر الجيري والملح). يحتاج المهندسون إلى قياس السرعة المحلية، وليس معدلات التدفق بالجملة. عندما تتجاوز سرعة العملية المطلوبة الحد الأقصى لنوع الجسيمات، حدد جدار PFA أكثر سمكًا (2.5-3.0 مم) أو اتخذ تدابير لتقليل السرعة. الغلاف مقاس 1.5 مم مخصص فقط للسرعة المنخفضة أو التركيز المنخفض أو ملاط الجسيمات الناعمة . 1.5 مم ليس جيدًا لخدمة الجسيمات الصلبة عالية السرعة، مهما كانت خصائص التصميم الأخرى الموجودة. يعتبر الجدار الذي يبلغ سمكه 1.5 مم هو السُمك الصناعي الأكثر شيوعًا، ولكنه غالبًا ما يكون الاختيار السيئ في أعمال الكشط. يتم التحديد بعد حساب معدل التآكل. تصبح أكثر سمكا عندما تكون في شك. التآكل لا يرحم.
