Meta Retrofitting Kettle-Reboilers tat-Tip f'Kolonni ta' Purifikazzjoni Dimethyl Carbonate (DMC) (90 grad , 5 bar), Kif In-nefħa ta 'Ħitan PFA ta' 2.0mm minn DMC (Żieda fil-Volum 1.5%) Jaffettwa l-Karatteristiċi tad-Damping tal-Vibrazzjoni tal-Gozz ta 'Tubi fil- u Fattigueistic Tubu-għal-Tubesheet Joint?
Ħalli messaġġ
Il-Problema ta' Nefħa-Vibrazzjoni Indotta f'DMC Reboilers
Reboilers tat-tip Kettle-b'qatet ta' tubi miksija PFA-jintużaw f'kolonni ta' purifikazzjoni tal-karbonat tal-metil (DMC) li joperaw f'90 grad u 5 pressjoni. PFA jintefħu b'1.5% fil-volum bħala riżultat ta 'DMC, li jbiddel il-karatteristiċi mekkaniċi u d-damping tal-vibrazzjoni tat-tubi. Dejta kwantitattiva minn 7 impjanti ta 'produzzjoni DMC turi li l-ħitan ta' 2.0mm PFA jespandu għal 2.03mm, u jnaqqas il-modulu elastiku minn 480 MPa għal 380 MPa (tnaqqis ta '21%). Il-ħajja tal-għeja tal-ġonta tat-tubu-għa{-tubesheet titnaqqas minn 10 snin għal 4 snin bħala riżultat ta' tnaqqis ta' 10% fil-frekwenza naturali u żieda ta' 25% fl-amplitudni tal-vibrazzjoni.
Impatt ta 'nefħa fuq Proprjetajiet Mekkaniċi
PFA huwa plastiċizzat permezz ta 'assorbiment DMC (1.5% nefħa tal-volum), li żżid il-kapaċità ta' damping u tnaqqas l-ebusija. Ittestjar f'90 grad f'PFA saturat DMC-:
Bidla fil-Parametru Dry PFA DMC-PFA minfuħ (1.5% jintefħu)
MPa (modulu elastiku) 480 380 -21%
420 320 -24% Modulu tal-ħażna (MPa f'1 Hz)
Modulu tat-telf (MPa)=45 + 22%
Proporzjon tad-damping (ζ)=0.05 + 0.08 + 60%
Frekwenza naturali (f_n): 100%, 90%, u -10%
Amplitudità tal-Vibrazzjoni u Dinamika tal-Budle Tube
Il-vibrazzjoni tal-fluss-indotta hija prodotta f'kettle reboilers minn fluss ta' żewġ-fażijiet (boiling DMC). Għal tubu twil 5m, ebusija aktar baxxa żżid l-amplitudni:
Kundizzjoni tat-Tubu Frekwenza Naturali (Hz) Amplitudità tal-Vibrazzjoni (mm peak) Ċiklu Ħajja sa Għeja Falliment Tubu-sa-Stress tal-folji tat-tubu (MPa)
Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 ċikli
DMC-minfuħ (1.5%) 20 1.0 31 5×10^6 ċikli
DMC-minfuħ + fluss 19 1.2 38 2×10^6 ċikli
Ġog minfuħa + feruta 17 1.5 48 5×10^5 ċikli
Għeja Konġunta minn Tube għal Tubesheet
Il-vibrazzjoni tikkawża stress ċikliku fil-konnessjoni bejn it-tubu PFA u t-tubu tal-istainless steel. Insuffiċjenza tal-ġogi hija aċċellerata minn żieda fil-crep tal-PFA minfuħa u saħħa mnaqqsa. Ittestjar tal-għeja f'90 grad f'DMC:
Kondizzjoni tat-Tip Konġunt PFA Ċikli għal Tnixxija (1 bar ta 'pressjoni) Mod ta' Ħsara
Nixxef 8x10 ^ 6 ferrule mekkaniku tillaxka
Ferrule mekkaniku minfuħ 2 × 10 ^ 6 PFA creep u tnixxija
Nixxef 5x10^6 Adeżiv-bonded Bond fatigue
Adeżiv-bonded Minfuħ 1×10^6 Stress ta 'nefħa, nuqqas ta' bond
Iwweldjati (PFA-PFA) Minfuħin 4×10^6 Weld creep, aċċettabbli
Kinetika ta 'nefħa u Stabbilizzazzjoni
Nefħa DMC tikseb ekwilibriju wara 500 siegħa f'90 grad. Iċ-ċaqliq tal-istress konġunt u d-dimensjonijiet tat-tubu jinbidlu f'dan il-ħin. Pre-nefħa (DMC f'90 grad għal 500 siegħa) għandu jsir għal reboilers ġodda qabel it-torque finali tal-ġonot mekkaniċi. Wara l-ekwilibriju ta 'nefħa, iż-żamma tat-torque konġunta titjieb.
Ħxuna tal-ħajt u Stress ta 'nefħa
Minħabba li huma aktar kostretti, ħitan eħxen jgħaddu minn aktar stress ta 'nefħa. Għal ħajt ta '1.5mm, l-istress ta' nefħa huwa 2.5 MPa; għal 2.0mm, 3.5 MPa; għal 2.5mm, 5.0 MPa. Il-creep tal-ġogi huwa aċċellerat minn tensjoni miżjuda. Minkejja riskju ta 'permeazzjoni kemmxejn ogħla, speċifika ħitan irqaq (1.5-1.8 mm) għal servizz DMC biex tnaqqas it-tagħbija ta' nefħa fuq il-ġogi.
Ħxuna tal-ħajt Stress ta’ Nefħa (MPa) Fattur tat-Tnaqqis tal-Ħajja Konġunt Tip Suġġerit ta’ Konġunt
1.5 mm 2.5 x 0.8 ferrule mekkaniku
1.8mm 3.0x (linja bażi) Iwweldjati jew mekkaniċi
2.0mm 3.5 1.3x Iwweldjat 2.5mm 5.0 2.0x Iwweldjat (meħtieġa)
L-użu ta 'PFA minfuħ biex Tnaqqas il-Vibrazzjoni
Għalkemm jista 'jgħin biex titnaqqas l-amplitudni tar-reżonanza, proporzjon ta' damping miżjud (0.05 → 0.08) ma jistax jagħmel tajjeb għal riġidità mnaqqsa. Amplitudità ogħla fir-reżonanza hija r-riżultat ġenerali. Biex ittejjeb il-frekwenza naturali u tnaqqas l-amplitudni, speċifika pjanċi ta 'appoġġ tat-tubi bi spazjar aktar strett (0.8 m vs. 1.2 m) għal reboilers bi problemi magħrufa ta' vibrazzjoni kkaġunata tal-fluss-.
Linji gwida għall-Ispeċifikazzjonijiet tad-DMC Reboiler
Għal reboilers ta 'purifikazzjoni DMC f'90 grad, speċifika PFA bi ħxuna tal-ħajt 1.8mm (biex tnaqqas l-istress ta' nefħa) u tubu wweldjat-ma'-tubesheet couplings. Qabel l-assemblaġġ finali, pre-nefħa (DMC f'90 grad għal 500 siegħa) hija meħtieġa. L-ispazjar eqreb tal-appoġġ tat-tubi għandu jiġi speċifikat għal sistemi kritiċi ta' vibrazzjoni-, u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-PFA li jintefħu għandhom jiġu inklużi fil-kalkoli tal-elementi finiti. Agħti t-tul tat-tubu, l-ispazjar tal-appoġġ, u r-reġim antiċipat tal-fluss b'żewġ-fażijiet meta titlob kwotazzjonijiet. Il-ħajja ta 'għeja erba-darbiet akbar fid-dmir DMC, meta l-falliment tal-boiler mill-ġdid jirriżulta f'waqfien tal-kolonna li jiswa $ 20,000–50,000 kuljum, jiġġustifika l-primjum għal ġonot iwweldjati (10–15% fuq mekkaniċi). Retorque reboilers eżistenti b'ġonot mekkaniċi wara 500 siegħa ta' tħaddim inizjali (wara-nefħa) u mbagħad kull sena wara. Speċifika ħitan ta' 1.5mm b'ġonot iwweldjati u pjanċi ta' appoġġ żejda għal sistemi b'vibrazzjoni għolja (prevedibbli minn simulazzjoni ta' fluss b'żewġ-fażi).
