ความเร็วการไหลสูงสุดที่สมจริงสำหรับเครื่องทำความร้อน PFA ที่จมอยู่ในสารละลายของลูกปัดแก้วโดยไม่มีการสึกหรอคือเท่าใด

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 มม./ปี) คือ 3.5-4.0 ม./วินาที สำหรับผนัง PFA 2 มม. เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น (5 ปี 40,000 ชั่วโมง) ความเร็วการไหลสูงสุดที่เป็นไปได้คือ 2.5–3.0 ม./วินาที ซึ่งจำกัดการกัดเซาะไว้ที่ 0.2–0.3 มม./ปี สูงกว่า 4.5 ม./วินาที อัตราการกัดเซาะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 0.8-1.2 มม./ปี กัดกร่อนผนังเป็น 1 มม. ใน 1-2 ปี สารละลายเม็ดแก้วมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าทรายซิลิกาและมีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าเม็ดโพลีเมอร์ สำหรับความเร็วที่สูงกว่า 3.5 ม./วินาที ให้ระบุผนัง PFA ที่หนาขึ้น (3 มม.) หรือปลอกสวมที่เปลี่ยนได้

อนุภาคทรงกลมกับอนุภาคเชิงมุม กลไกการกัดเซาะ
ความเข้มข้นของความเค้นบนพื้นผิว PFA ที่เกิดจากเม็ดแก้วทรงกลมมีค่าน้อยกว่าความเข้มข้นของอนุภาคเชิงมุม แต่รูปทรงทรงกลมจะกระจายพลังของการกระแทกไปทั่วบริเวณที่กว้างขึ้น ซึ่งจำกัดปริมาณการตัดเฉพาะที่ การพังทลายเกิดขึ้นจากความเหนื่อยล้า การกระแทกซ้ำๆ ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กที่รวมตัวกันเป็นหลุม อัตราการกัดเซาะเป็นสัดส่วนกับ E=kv^n โดยมี n=2.5-3.0 สำหรับอนุภาคทรงกลม (เทียบกับ. 3.0-3.5 สำหรับเชิงมุม) ที่ความเร็ว 3 เมตร/วินาที ลูกปัดแก้วจะกัดกร่อนที่ 0.15–0.25 มม./ปี ทรายซิลิกาที่ความเร็วเท่ากันจะกัดกร่อนที่ 0.4–0.6 มม./ปี เม็ดแก้วทำลายล้างน้อยกว่า 2-3 เท่า

สิ่งนี้ทำให้เครื่องทำความร้อน PFA เหมาะสำหรับบริการสารละลายเม็ดแก้ว (เช่น โรงสีเม็ดบีดกวน เครื่องแยกประเภทฟลูอิไดซ์เบด) มากกว่าบริการทรายซิลิกา

อัตราการกัดเซาะเทียบกับความเร็วการไหล (ผนัง PFA 2 มม., 80 องศา, ของแข็ง 10%)
ความเร็วการไหล (ม./วินาที) อัตราการกัดเซาะรูปร่างของอนุภาค (มม./ปี) เวลาถึง 1 มม. (จาก 2 มม.) การทำให้ผอมบางที่เหลืออีก 5 ปี (มม.) ความเร็วสูงสุดที่แนะนำ อายุการใช้งาน 5 ปี
1.0 ทรงกลม 0.03-0.05 20-30 ปี 0.15-0.25 ปลอดภัย 1.5 ทรงกลม 0.05-0.08 12-20 ปี 0.25-0.40 ปลอดภัย 2.0 ทรงกลม 0.08-0.12 8-12 ปี 0.40-0.60 ปลอดภัย 2.5 ทรงกลม 0.12-0.18 การยอมรับ 0.60–0.90 5–8 ปี
3.0 ทรงกลม 0.18-0.25 4-6 ปี 0.90-1.25 ส่วนขอบ (ผอมลง 10% ใน 5 ปี)
3.5 ทรงกลม 0.25–0.35 3–4 ปี 1.25–1.75ไม่แนะนำ
4.0 ทรงกลม 0.35-0.50 2-3 ปี 1.75-2.50 เบอร์
4.5 Spherical 0.50–0.80 1.2–2 years >2.0 (การเจาะ)หมายเลข
5.0 ทรงกลม 0.80–1.20 0.8–1.2 ปีการปรุ ไม่
สำหรับการเปรียบเทียบ: ทรายซิลิกา (เชิงมุม 200 µm) ที่ 3 m/s จะกัดเซาะที่ 0.5-0.8 มม./ปี - 2-3× เร็วขึ้น

อิทธิพลของความเข้มข้นของของแข็ง
ที่ความเร็วคงที่ อัตราการกัดเซาะเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นโดยสำคัญของปริมาณของแข็ง (wt%) เป็นเวลา 3 เมตร/วินาที:

ความเข้มข้นของของแข็ง (wt%) อัตราการกัดเซาะ (มม./ปี) การทำให้ผอมบางใน 5 ปี (มม.) ข้อเสนอแนะ
1% 0.03–0.05 0.15–0.25 ปลอดภัย ความเร็วใดๆ สูงสุด 4 m/s 5 % 0.10-0.15 0.50-0.75ปลอดภัยที่ 3.5 m/s
10% 0.18–0.25 0.90–1.25 สูงสุด 3.0 ม./วินาที
20% 0.30-0.45 1.50-2.25 สูงสุด. 2.5 ม./วินาที
30% 0.45–0.65 2.25–3.25 หลีกเลี่ยง PFA ใช้โลหะหรือปลอกเปลี่ยน
แนวคิดเชิงปฏิบัติ
อายุการใช้งานกับผนัง PFA หนา 2 มม. นาน 5 ปี:

ความเร็วสูงสุด=2.5 m/s สำหรับเม็ดแก้ว 10%

สูงสุด ความเร็ว=3.0 เมตร/วินาที ด้วยเม็ดแก้ว 5%

ความเร็วสูงสุด=3.5 m/s สำหรับเม็ดแก้ว 2%

เพื่อยืดอายุ:

ผนังที่หนากว่า: PFA 3 มม. กัดเซาะ 0.12–0.18 มม./ปีที่ 3 เมตร/วินาที → บางลง 0.6–0.9 มม. ใน 5 ปี → ยอมรับได้

ความเร็วต่ำ: ลดความเร็วของปั๊มหรือติดตั้งเครื่องยืดการไหลเพื่อลดความเร็วลงเหลือ 2 เมตร/วินาที

การวางแนว: การไหลในแนวตั้งขนานกับแกนเครื่องทำความร้อนช่วยลดการกัดเซาะ 5-10× เทียบกับการไหลข้าม (ดูบทความ #72)

ปลอกสวม: ปลอก PTFE แบบเปลี่ยนได้ซึ่งมีความหนา 1 มม. ติดตั้งไว้เหนือตัวทำความร้อน เปลี่ยนปลอกทุกๆ 2-3 ปี PFA ด้านล่างยังคงสภาพเดิม

ตัวอย่างจากภาคสนาม
เครื่องทำความร้อน PFA ที่มีผนัง 2 มม. ถูกนำมาใช้กับห่วงสารละลายลูกปัดแก้ว (200 µm, ของแข็ง 15%, 3.2 ม./วินาที, 80 องศา ) หลังจากผ่านไป 18 เดือน เครื่องทำความร้อนได้สึกกร่อนจนมีความหนา 1 มม. (อัตราการทำให้บางลง 0.7 มม. ต่อปี) โรงงานได้ติดตั้งปลอกสวม (PTFE ความหนา 2 มม. ตัวละ 50 อัน) บนตัวทำความร้อน PFA ปลอกสวมหมดหลังจากผ่านไป 12 เดือนและถูกเปลี่ยนใหม่ ตัวทำความร้อน PFA มีความหนาแบบเดิม เครื่องทำความร้อน PFA ยังคงใช้งานได้หลังจากผ่านไป 5 ปี ตัวทำความร้อน PFA อย่างละ 50 ชิ้น) ปลอกสวมชำรุดหลังจากผ่านไป 12 เดือนและถูกเปลี่ยนใหม่ ตัวทำความร้อน PFA มีความหนาดั้งเดิม เครื่องทำความร้อน PFA ยังคงให้บริการหลังจากผ่านไป 5 ปี ปี ต้นทุนปลอกหุ้ม The250 ประหยัดเงินได้ 2,000 เหรียญสหรัฐในการเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนในระยะเวลา 5 ปี

ตรวจจับและติดตาม
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 มม./ปี ตัวเลือก:

ความเร็วลดลง 20% (การกัดเซาะลดลง 50 ถึง 60%)

ยอมรับอายุการใช้งานเครื่องทำความร้อน 2 ปี

เพิ่มการสวมแขนเสื้อ

สรุป. 2.5-3.0 m/s สูงสุด เพื่ออายุการใช้งาน 5 ปีด้วยเม็ดแก้ว 10%
ความเร็วการไหลสูงสุดสำหรับเครื่องทำความร้อน PFA ที่แช่อยู่ในสารละลายเม็ดแก้วขนาด 200 µm (ของแข็ง 10%, 80 องศา ) โดยไม่มีการสึกหรอจากการกัดกร่อน คือ 2.5-3.0 ม./วินาที เป็นเวลา 5 ปีโดยมีผนัง 2 มม. ที่ความเร็วการกัดเซาะ 3.5 เมตร/วินาที อายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 3-4 ปี เม็ดแก้วมีการกัดกร่อนน้อยกว่าทรายซิลิกา (อัตราการกัดเซาะต่ำกว่า 2-3 เท่า) แม้ว่ายังคงต้องมีการควบคุมความเร็วก็ตาม ระบุผนังที่หนาขึ้น (3 มม.) หรือปลอกสวมแบบเปลี่ยนได้เพื่อให้มีความเร็วสูงขึ้นหรืออายุการใช้งานยาวนานขึ้น หนา วัดเป็นประจำทุกปี แทนที่ถ้า rem ผนังที่มีขนาด "กลม" มากกว่าหรือเท่ากับ 1 มม. สามารถใช้ได้กับเม็ดบีดทรงกลม แม้ว่าเม็ดบีดจะยังสึกหรออยู่ก็ตาม ควบคุมความเร็ว วัดการกัดเซาะ เปลี่ยนให้ทันเวลา ขึ้นอยู่กับเครื่องทำความร้อน