Quina és la velocitat de flux màxima realista per a un escalfador de PFA submergit en un purí de perles de vidre sense desgast erosiu?

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/any) és de 3,5-4,0 m/s per a una paret de PFA de 2 mm. Per a una vida útil més llarga (5 anys, 40.000 h), la velocitat de flux més alta factible és de 2,5-3,0 m/s, la qual cosa limita l'erosió a 0,2-0,3 mm/any. Per sobre de 4,5 m/s, les taxes d'erosió augmenten ràpidament fins a 0,8-1,2 mm/any, erosionant la paret fins a 1 mm en 1-2 anys. Els purins de perles de vidre són menys erosius que la sorra de sílice i més erosius que els pellets de polímer. Per a velocitats superiors a 3,5 m/s, especifiqueu una paret de PFA més gruixuda (3 mm) o una funda de desgast reemplaçable.

Partícules esfèriques vs. angulars Mecanisme d'erosió
La concentració d'estrès a la superfície de PFA induïda per les perles de vidre esfèriques és més petita que la de les partícules angulars. Però la forma rodona distribueix el poder de l'impacte a una regió més àmplia, limitant la quantitat de tall local. L'erosió es produeix per fatiga. Els impactes repetits condueixen a microesquerdes que s'uneixen per formar fosses. La velocitat d'erosió és proporcional a E=kv^n, amb n=2.5-3.0 per a les partícules esfèriques (vs. 3.0-3.5 per a angular). A 3 m/s, les perles de vidre s'erosionen a 0,15-0,25 mm/any, la sorra de sílice a la mateixa velocitat s'erosione a 0,4-0,6 mm/any. Les perles de vidre són 2-3 vegades menys destructives.

Això fa que els escalfadors de PFA siguin més adequats per al servei de purins de perles de vidre (per exemple, molins de perles agitadores, classificadors de llit fluiditzat) que per al servei de sorra de sílice.

Taxa d'erosió en funció de la velocitat del flux (paret de PFA de 2 mm, 80 graus, 10% de sòlids)
Velocitat de flux (m/s) Forma de partícula Taxa d'erosió (mm/any) Temps fins a 1 mm (de 2 mm) Esquerra Aprimament de 5 anys (mm) Velocitat màxima recomanada, vida útil de 5 anys
1,0 Esfèric 0.03-0.05 20-30 anys 0,15-0,25 Segur 1,5 Esfèric 0.05-0.08 12-20 anys 0,25-0,40 Segur 2,0 Esfèric 0.08-0.12 8-12 anys 0,40-0,60 Segur 2,5 Esfèric 0,12-0,18 Acceptació-{0,12-0,18}-anys
3,0 Esfèric 0.18-0.25 4-6 anys 0,90-1,25 Marginal (10% d'aprimament en 5 anys)
3,5 Esfèric 0,25–0.35 3–4 anys 1,25–1,75No recomanat.
4,0 Esfèric 0.35-0.50 2-3 anys 1,75-2,50 Núm
4.5 Spherical 0.50–0.80 1.2–2 years >2.0 (perforació) No.
5,0 Esfèric 0,80–1.20 0.8–1,2 anysPerforació No
Per comparar: la sorra de sílice (angular, 200 µm) a 3 m/s erosiona a 0,5-0,8 mm/any - 2-3× més ràpid.

Influència de la concentració de sòlids
A velocitat constant, la taxa d'erosió és una funció essencialment lineal del contingut de sòlids (% en pes). Durant 3 m/s:

Concentració de sòlids (%) Taxa d'erosió (mm/any) Aprimament de 5 anys (mm) Suggeriment
1% 0,03–0.05 0.15–0,25 Segur Qualsevol velocitat fins a 4 m/s 5% 0.10-0.15 0.50-0.75Segur fins a 3,5 m/s.
10% 0,18–0.25 0.90–1,25 Màxim 3,0 m/s.
20% 0.30-0.45 1.50-2.25 Màx.. 2.5 m/s
30% 0,45–0.65 2.25–3,25 Eviteu PFA Utilitzeu funda metàl·lica o de recanvi
Idees pràctiques
Vida útil amb paret de PFA de 2 mm durant 5 anys:

Velocitat màxima=2.5 m/s per a perles de vidre del 10%.

Màx. velocitat=3.0 m/s amb perles de vidre al 5%.

Velocitat màxima=3.5 m/s per a perles de vidre al 2%.

Per allargar la vida:

Paret més gruixuda: PFA de 3 mm erosiona 0,12–0,18 mm/any a 3 m/s → 0,6–0,9 mm d'aprimament en 5 anys → acceptable.

Velocitat més baixa: reduïu la velocitat de la bomba o instal·leu redreçadors de flux per reduir la velocitat a 2 m/s.

Orientació: el flux vertical paral·lel a l'eix de l'escalfador redueix l'erosió 5-10 × en comparació amb el flux creuat (vegeu l'article 72).

Màniga de desgast: una funda de PTFE reemplaçable, d'1 mm de gruix, s'instal·la sobre l'escalfador. Canviar la màniga cada 2-3 anys El PFA de sota es deixa intacte.

Exemple del Camp
Els escalfadors de PFA amb paret de 2 mm es van utilitzar amb un bucle de purín de perles de vidre (200 µm, 15% de sòlids, 3,2 m/s, 80 graus). Després de 18 mesos, els escalfadors s'havien corroït fins a un gruix d'1 mm (una taxa d'aprimament de 0,7 mm per any). La planta va instal·lar una funda de desgast (PTFE de 2 mm de gruix, 50 cadascuna) sobre l'escalfador de PFA. La funda es va desgastar després de 12 mesos i es va substituir. L'escalfador de PFA tenia un gruix original. L'escalfador de PFA encara funcionava després de 5 anys. Els 50 cadascun) a l'escalfador de PFA. La funda es va desgastar després de 12 mesos. reemplaçat. L'escalfador PFA tenia un gruix original. L'escalfador PFA encara estava en servei després de 5 anys. El cost de la màniga El 250 va estalviar 2.000 dòlars en substitució de calefacció durant 5 anys.

Detectar i controlar
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/any. Opcions:

Un 20% menys de velocitat (del 50 al 60% menys d'erosió).

Vida útil de l'escalfador acceptat de 2 anys.

Afegiu roba de màniga.

Conclusió. 2.5-3.0 m/s Màx. durant 5 anys de vida amb un 10% de perles de vidre
La velocitat de flux més alta per a un escalfador de PFA immers en un purí de perles de vidre de 200 µm (10% de sòlids, 80 graus), sense desgast erosiu, és de 2,5-3,0 m/s durant 5 anys de vida útil amb una paret de 2 mm. A 3,5 m/s l'erosió s'accelera i la vida es redueix a 3-4 anys. Les perles de vidre són menys erosives que la sorra de sílice (taxa d'erosió 2-3 vegades més baixa), tot i que encara es requereix un control de velocitat. Especifiqueu parets més gruixudes (3 mm) o mànigues de desgast intercanviables per a una major velocitat o una vida útil allargada. gruixut. mesura Anualment; substituir si rem. paret Major o igual a 1 mm "Rodona" és possible per a comptes esfèrics, tot i que encara es desgasten. Control de velocitat. Mesura de l'erosió. Substitueix a temps. Depèn de l'escalfador.