Miért alakulhatnak ki gyorsabban a vízszintesen telepített PFA fűtőtestek a lokalizált korróziós gyűrűk, mint a függőleges egységeknél?

A bevonat- és vegyszertartályokban lévő vízszintes PFA-melegítők mindig lokális korróziós gyűrűkkel-kerülnek elszíneződést, repedést vagy lerakódást-, ami 2–5-szöröse a függőleges egységek arányának azonos használat mellett. Ennek fő oka az áramlási rétegződés és a buborékok beszorulása. Vízszintes konfigurációban a felső felületen keletkező gőzbuborékok függőlegesen emelkednek fel, de a fűtőberendezés blokkolja őket. A buborékok a fűtőtest felső oldalán összegyűlnek, és egy folyamatos gőzréteget képeznek, amely szigeteli a PFA-t. Emiatt a helyi hőmérséklet 20-40 fokkal emelkedik. Ez a fűtött szalag felgyorsítja a vegyi támadást, a behatolást és a vízkőképződést. Függőleges helyzetben a buborékok könnyen áramlanak a fűtőfelületen, felhalmozódás nélkül, aminek következtében a teljes burkolat nedvesedik és lehűl. Függőleges telepítés erősen ajánlott minden olyan szolgáltatásnál, ahol forrás, gázkibocsátás vagy buborékképződés történik.

A buborékok felhalmozódásának mechanizmusai vízszintes fűtőtesteken
A vízszintes PFA-melegítők folyadékban történő működése a hőáram hatására gőzbuborékok gócképződéséhez vezet a felületi hibákon. A buborékok kitágulnak, kiszabadulnak és elkezdenek lebegni felettük. Függőleges fűtőberendezés esetén a felszálló buborékok átcsúsznak a felületen, és elsöprik a határréteget, és fokozzák a hőátadást. A vízszintes fűtőtest alsó feléből felszálló buborékok a felső felébe ütköznek. A felső rész egy gyűjtőzóna, ahol a buborékok nagyobb csigákká egyesülnek. Az egyesülő buborékok nem folytonos gőzréteget alkotnak, amely a felső felület 10-30%-át fedi le bármikor. A gőzréteg hőátbocsátási tényezője 50-200 W/m^2 K (szemben a folyadék 1000-5000 W/m^2 K értékével), ami a PFA felületi hőmérsékletének meredek emelkedéséhez vezet a buborékok alatt. A 3 W/cm 2 -es fűtőtest normál felületi hőmérséklete 80 fokos vízben 95-100 fok. Ugyanazon hőáram mellett egy gőztakaró a felületet 150 és 220 fok közé növelheti, messze a PFA lebontási tartományán belül.

A lokalizált forró sáv fokozott károsodást okozó gyűrűt képez. A PFA megsárgul, majd megbarnul, majd mikrorepedez. Kemény vízben a vízkő elsősorban a forró sávnál válik ki, és egy fehér kerületi gyűrűt képez. A skála jobban szigetel, a hőmérséklet jobban felmegy, ez egy ön-gyorsuló hibaciklus. A függőleges fűtőtest évekig kibír e gyűrűk nélkül, de a vízszintes fűtőtest 3-12 hónapon belül megkapja őket.

Flow Stratification for Non-Foiling Service
A vízszintes fűtőtestek, még ha nem is forralják, szintén ki vannak téve az áramlási rétegződésnek. A természetes konvekciós áramok függőleges irányban felfelé mozognak. A fűtőtestet függőlegesen igazítják az áramláshoz, hogy homogén határréteget hozzon létre. A vízszintes fűtőtest egy henger, amely merőleges a felfelé irányuló áramlásra. Friss hideg folyadék kerül a felfelé irányuló oldalra (alul). Az alsó oldal (fent) már -felmelegített folyadékban van, amely alulról emelkedett fel. A felső felület 5-15 fokkal melegebb, mint az alsó felület ugyanazon axiális helyen. Ez a hőmérséklet-különbség a kerület körül elég kicsi ahhoz, hogy elkerülje a gőzbuborékok képződését, de elég magas ahhoz, hogy meggyorsítsa a vegyi támadást. A 20%-os HCl-ben 90 fokos vízszintes fűtőtest teteje 95-100 fokos effektív hőmérsékletet lát, míg az alsó 90 fok. A permeáció mértéke 10-15 fokonként megduplázódik, ezért a teteje 2-3-szor gyorsabban korrodálódik. A legjobban fejlődik az előnyben részesített elvékonyodás és repedés 5000 óra körül.

Összehasonlító hibaadatok
Heater Orientation Service Condition Time to First Visible Corrosion Ring (hours) Surface Temperature Variation (°C) Failure Mode Relative Life Vertical Boiling water, 100°C, 3 W/cm2 >5000 ±3 fok (axiális) Egyenletes öregítés 2,0× Vízszintes Forrásban lévő víz, 100 fok, 3 W/cm2 500-1, 200 +20-40 fok (felső sáv) Repedések kerületi 0,3-0,5×
Vertical Non-boiling 20% HCl, 90°C >8000 ±2 fok Lassú áteresztőképesség 1,5× vízszintes nem -forráspont 20%-os HCl, 90 fok 2000–4,000 +5–15 fok (felül) A felső felület repedése 0,6–0,8×
Vertical Hard water (300 ppm), 80°C >10 000 ±3 fok Lassú méretezés 2,0×
Vízszintes Kemény víz (300 ppm), 80 fok 1500-3, 000 +20–30 fok (skálagyűrű) Lokalizált skálasáv 0,3-0,5×
Függőleges kevert tartály (kényszer keringtetés) N/A (tájolás nem olyan döntő) ±2 fok Áramlásfüggő 1,0× (alapvonal)
Horizontal Agitated tank (forced flow) N/A ±3–5°C Acceptable if flow >0.5 m/s 0.9×
Mérséklés vízszintes telepítéseknél
Ha vízszintes szerelésre van szükség (sekély tartályok, helykorlátozás), három megközelítés csökkenti a korróziós gyűrűk kialakulását:

Increase flow velocity: Use recirculation pump or agitator to get >0,5 m/s a fűtőfelületen. Az erőltetett áramlás gátolja a buborékok felhalmozódását. Felső-alsó hőmérsékletkülönbség 3-5 fok .

Forgassa meg a fűtőtestet háromhavonta. Jelölje be a fűtőtest tetejét a telepítéskor. Forgassa el 90 fokkal vagy 180 fokkal 3 havonta, hogy új felület jelenjen meg a tetején. Ez egyenletesen osztja el a korróziót, 2-3x meghosszabbítva az élettartamot.

Alacsony wattsűrűség: 2 W/cm 2 vagy annál kisebb teljesítménnyel üzemel a felületi hőmérséklet fenntartása érdekében<95°C even with vapour patches, avoiding boiling at the interface.

Használjon bordás fűtőtestet A megnövelt felület (bordák) feltöri a buborékok pályáját és megkönnyíti a keveredést, ezáltal csökkenti a helyi forró pontokat.

Példa mező
A helyszűke miatt a fémmegmunkáló létesítmény kénytelen volt vízszintes PFA melegítőket használni sekély nikkelezésű tartályokban (300 mm mély). A fűtőtesteken 3 hónap elteltével barna kerületi sávok alakultak ki, és 6-8 hónap után megrepedtek a sávokon. Az üzemet függőleges fűtőtestekre helyezték át (a tartály mélysége valójában megfelelő volt, a korábbi hiedelem hamis volt). Függőleges fűtőelem nem hevederezett, 4+ évig bírta. Egy egyszerű recirkulációs szivattyút is beépítettek olyan tartályokba, ahol a függőleges elhelyezés nem volt praktikus, így a vízszintes fűtőtestek élettartama 8 hónapról 2 évre nőtt.

Következtetés: A függőleges orientáció csökkenti a korróziós gyűrűket
A vízszintes PFA-fűtők érzékenyebbek a lokális korróziós gyűrűkre a felső felületen (forraláskor) és az áramlási rétegződés miatt (nem -forralásnál) a függőleges egységek sebességének 2-5-szöröse miatt. A felső felület 5-40 fokkal melegebb, ami megkönnyíti a vegyi támadást, a behatolást és a vízkőlerakódást. Minden új telepítéshez adja meg a függőleges tájolást. Ha vízszintes szerelésre van szükség, vegye figyelembe a kényszeráramlást, a fűtőelem negyedfordulatú forgását, a csökkentett wattsűrűséget vagy a bordás kialakítást. A függőleges fűtőelem a hosszú élettartam szabványa. A vízszintes fűtőberendezés kompromisszum, és aktív hatáscsökkentést igényel. Ha van hely, menjen függőlegesen. A karbantartási költségkerete értékelni fogja Önt.