Veel productielijnen voor chemische, minerale verwerking en fermentatie bevatten vaste zwevende deeltjes zoals ertspoeder, oogstresten en kristallisatiezouten. Wanneer vloeistof met hoge- snelheid deeltjes meevoert die voortdurend tegen de buitenwand van 316 verwarmingsbuizen botsen en wrijven, zal de chroom- passieve film op het metalen oppervlak worden bekrast en gestript. Vers blootgestelde matrix reageert snel met corrosieve media en vormt door slijtage-geïnduceerde putcorrosie. Een onjuiste lay-out van de installatie zal de impactintensiteit van de deeltjes versterken en dode zones op lange termijn vormen, terwijl het wetenschappelijke ontwerp van de lay-out de slijtagecorrosie aanzienlijk kan verzwakken zonder de materialen van de verwarmingsbuizen te verbeteren.
Verticale en horizontale installatiemodi produceren totaal verschillende deeltjesslijtage-effecten. Horizontaal geïnstalleerde verwarmingsbuizen zullen onder invloed van de zwaartekracht vaste deeltjes ophopen op de onderste helft van het buislichaam. Het stromende medium drijft sedimentdeeltjes aan om het buisoppervlak herhaaldelijk te slijpen, waardoor brede slijtbanden ontstaan. Door de verticale lay-out kunnen deeltjes daarentegen langs de buiswand naar beneden glijden zonder langdurige stapeling, waardoor aanhoudende wrijvingsschade aanzienlijk wordt verminderd. Voor slurrysystemen met een hoog gehalte aan vaste stoffen heeft verticale installatie de voorkeur, terwijl een horizontale opstelling alleen mag worden toegepast voor zuivere vloeistoffen met een lage-troebelheid en die zijn uitgerust met gewone sedimentafvoerkleppen aan de onderkant.
De afstand tussen aangrenzende verwarmingsbuizen verandert rechtstreeks de impactkracht van de vloeistofdeeltjes. Als buizen dicht op elkaar zijn geplaatst met openingen van minder dan tweemaal de buitendiameter van de buis, wordt de vloeistofstroom in smalle kanalen geperst, waardoor de lokale stroomsnelheid en de kinetische energie van de deeltjes toenemen. Deeltjesstralen met hoge-snelheid schuren de voorkant van elke verwarmingsbuis sterk af, en de achterkant vormt vortexzones met lage-snelheid waar deeltjes herhaaldelijk circuleren en malen. Een redelijke lay-out reserveert een opening van meer dan drie keer de buitendiameter van de buis om de vloeistofverdeling in evenwicht te brengen, de geconcentreerde straalimpact te verminderen en circulerende deeltjesvortex-slijtagegebieden tussen de buizen te elimineren.
De relatieve positie tussen verwarmingsbuizen en vloeistofinlaat bepaalt de initiële slijtageschade. Verwarmingsbuizen die direct tegenover de tankinlaat zijn geplaatst, zullen de continue directe impact van de inkomende stroom met deeltjes- kunnen verdragen, en het voorste boogoppervlak zal binnen enkele maanden diepe, uniforme slijtagesporen vormen. De geoptimaliseerde lay-out verschuift de verwarmingsbuisgroepen naar de zijkant van de inlaat en voegt boog-vormige stroomgeleidingsschotten toe aan de toevoerpoort om de deeltjesstroom met hoge- snelheid gelijkmatig te verspreiden. De schotten bufferen de kinetische energie van deeltjes en splitsen een enkele sterke straal in meerdere zacht verspreide stromen, waardoor de botsingssterkte tussen deeltjes en buisoppervlakken wordt verlaagd.
De hoogtepositie in de reactietank heeft ook invloed op de ernst van de slijtagecorrosie. Het bodemgebied van de tank verzamelt de meeste zware vaste deeltjes, zodat verwarmingsbuizen die te dicht bij de bodem zijn geïnstalleerd, worden ondergedompeld in slurry met een hoge- concentratie en ernstig worden vermalen. Het is vereist om een veilige bodemvrijheid van minimaal 200 mm te reserveren tussen de laagste verwarmingsbuis en de tankbodem om contact met geconcentreerd sediment te voorkomen. Vermijd het monteren van verwarmingsbuizen in de buurt van roerbladen; roeren op hoge-snelheid genereert turbulente deeltjeswervelingen die lokale krasschade aan de buiswanden verergeren.
Extra structurele accessoires kunnen de anti-slijtageprestaties van de lay-out verder optimaliseren. Installeer boog-vormige, slijtvaste- stromingsgeleidingshulzen aan de loefzijde van verwarmingsbuizen waar de deeltjesinslag zich concentreert. Vermijd scherpe metalen beugels die krassen maken op de buisoppervlakken tijdens vloeistoftrillingen, en vervang ze door brede-zachte PTFE-steunen om wrijvingsslijtage op vaste punten te verminderen. Regelmatige lay-outinspecties passen verplaatste verwarmingsbuizen aan om gedeeltelijk nauw contact en geconcentreerde deeltjesslijtage te voorkomen.
表格
| Onredelijke lay-outmodus | Deeltjesslijtage Corrosiegevaar | Geoptimaliseerd installatieschema |
|---|---|---|
| Horizontale opstelling van de verwarmingsbuizen | Vaste deeltjes stapelen zich op de onderste buiswand op voor wrijvingsschuring op lange- termijn | Gebruik een verticale installatie-indeling voor werkomstandigheden met veel-slib |
| Dichte buisopstelling met smalle spleten | Samengedrukte deeltjesstraal met hoge-snelheid en slijtage door circulerende wervels | Houd de buisopening groter dan of gelijk aan 3 keer de buitendiameter om de vloeistofstroom te verspreiden |
| Buizen die direct gericht zijn op de vloeistoftoevoerinlaat | Doorlopende passieve film met hoge-deeltjes die de frontale impact verwijdert | Voeg boogstroomschotten en verschoven buisgroepen toe, weg van de inlaat |
| Buizen te dicht bij tankbodem of roerder | Geconcentreerde sedimentslurry en turbulente deeltjeswervelslijtage | Reserveer een bodemvrijheid van 200 mm, blijf uit de buurt van roerbladen |
| Smalle hardmetalen vaste beugels | Trillingswrijving bekrast de lokale passieve film | Brede zachte PTFE-steunen om contactslijtagepunten te verminderen |
Korte samenvatting
Het optimaliseren van de installatie-indeling van de verwarmingsbuizen door de plaatsingsrichting, de buisafstand, de relatieve positie van de inlaat en de hoogte van de tankhoogte aan te passen, kan de impact van deeltjes en wrijvingsslijtage op 316 roestvrijstalen buizen effectief verminderen. Door samen te werken met stroomgeleidingsschotten en zachte, vaste steunen wordt de volledige passieve film verder beschermd, waardoor door slijtage-veroorzaakte putcorrosie wordt vermeden en de levensduur van de apparatuur in deeltjes-houdende media wordt verlengd.
