जब एक टाइटेनियम हीटर को ग्रिप गैस डीसल्फराइजेशन एफ्लुएंट टैंक में पीएच 2.5 पर क्षैतिज रूप से स्थापित किया जाता है, जो समर्थन रिक्ति (600 मिमी बनाम . 900 मिमी) प्रवाह को कम करता है -प्रेरित कंपन थकान को कम करता है?

ग्रिप गैस डीसल्फराइजेशन प्रवाह टैंक में आम तौर पर 2.5 के पीएच और उच्च स्तर के क्लोराइड (10,000-30,000 पीपीएम) और जिप्सम और चूना पत्थर जैसे निलंबित कण के साथ तरल होते हैं। क्षैतिज टाइटेनियम हीटरों को अंतराल पर उनकी लंबाई के साथ समर्थित किया जाता है। आंदोलनकारियों, रीसर्क्युलेशन पंपों या गैस स्पार्जिंग से ट्यूबों में प्रवाह के कारण भंवर शेडिंग और अशांति 900 मिमी की समर्थन दूरी पर एक लचीली ट्यूब अवधि के लिए प्राकृतिक आवृत्ति कम हो जाती है। 0.5 से 2 मीटर/सेकेंड की विशिष्ट एफजीडी प्रवाह दर की भंवर शेडिंग आवृत्तियां ट्यूब को अनुनाद में उत्तेजित कर सकती हैं और संभावित रूप से उच्च चक्र थकान का कारण बन सकती हैं। ट्यूब की प्राकृतिक आवृत्ति को 600 मिमी की करीबी समर्थन रिक्ति का उपयोग करके उत्तेजना सीमा से ऊपर उठाया जाता है, जो कंपन आयाम और थकान क्षति को कम करता है। 1.5 मीटर/सेकेंड के प्रवाह वेग पर 25 मिमी व्यास ट्यूबों के लिए, 600 मिमी पृथक्करण सुरक्षित संचालन की अनुमति देता है जबकि 900 मिमी अंतर के परिणामस्वरूप महीनों के भीतर प्रतिध्वनि और थकान टूट जाती है।

प्रवाह-ट्यूब बंडलों में प्रेरित कंपन थकान: तंत्र

जैसे ही एक ट्यूब में तरल पदार्थ प्रवाहित होता है, ट्यूब की ऊपरी और निचली सतहों से आवृत्ति f_v=(St × V)/D के साथ भंवर बारी-बारी से बहाए जाते हैं, जहां St स्ट्रॉहल संख्या है (सिलेंडर के लिए लगभग 0.2), V प्रवाह वेग है और D ट्यूब का बाहरी व्यास है। 1.5 मीटर/सेकेंड पर 25 मिमी व्यास वाली ट्यूब के लिए, f_v लगभग 12 हर्ट्ज है। यदि ट्यूब की अंतर्निहित आवृत्ति f_n f_v के 20% के भीतर है, तो अनुनाद होता है और कंपन आयाम 10 से 50 गुना तक बढ़ जाता है। थकान का टूटना समर्थनों पर चक्रीय झुकने वाले तनाव का परिणाम है। टाइटेनियम ग्रेड 2 के लिए थकान सीमा लगभग 200 एमपीए है। अनुनाद पर, तनाव 300 एमपीए से अधिक हो सकता है और थकान विफलता 105 से 106 चक्रों में हो सकती है, जिसका अर्थ है निरंतर संचालन के सप्ताह या महीने। प्राकृतिक आवृत्ति समर्थन रिक्ति पर निर्भर करती है और स्पैन लंबाई के व्युत्क्रम वर्ग से संबंधित है: f_n ∝ 1/L²।

विभिन्न समर्थन रिक्तियों के लिए मात्रात्मक प्राकृतिक आवृत्ति और थकान जीवन

25 मिमी ओडी, 1.5 मिमी दीवार की मोटाई, मैग्नीशियम ऑक्साइड इन्सुलेशन से भरी ग्रेड 2 टाइटेनियम ट्यूब और एक प्रतिरोध तार के लिए प्राकृतिक आवृत्ति और थकान जीवन की गणना और सत्यापन किया गया है। 600 मिमी के समर्थन अंतर के लिए प्राकृतिक आवृत्ति 22-28 हर्ट्ज है जो 0.6-1.8 मीटर/सेकेंड (5-15 हर्ट्ज) के प्रवाह वेग पर भंवर शेडिंग आवृत्ति की सामान्य सीमा से अधिक है। कंपन का आयाम अभी भी 0.1 मिमी से नीचे है और थकान जीवन 10^8 चक्र से अधिक है, जो व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए प्रभावी रूप से असीमित है। 750 मिमी की दूरी के साथ प्राकृतिक आवृत्ति 14-18 हर्ट्ज की सीमा के भीतर है, जो 1.0-1.3 मीटर/सेकेंड के वेग पर शेडिंग रेंज के साथ ओवरलैप होती है। प्रतिध्वनि 0.2-0.5 मिमी के आयाम के साथ मध्यम है और थकावट जीवन प्रवाह की स्थिति के आधार पर 1-10 साल के बराबर, 10 6 से 10 7 चक्र तक गिर जाता है। 900 मिमी के अंतर पर प्राकृतिक आवृत्ति गिरकर 9-12 हर्ट्ज़ हो जाती है। यह 0.7-1.5 मीटर/सेकेंड के वेग के लिए शेडिंग रेंज में है। अनुनाद के उच्च जोखिम से 0.5 - 2 मिमी का आयाम और थकान जीवन 104 - 105 चक्र तक हो जाता है, जो कि सप्ताह या महीने . 1 है, 200 मिमी अंतर 5-7 हर्ट्ज की प्राकृतिक आवृत्तियों और विशिष्ट प्रवाह के साथ महत्वपूर्ण अनुनाद देता है और किसी भी निरंतर सेवा के लिए अनुशंसित नहीं है।

क्रिटिकल स्पेसिंग पर प्रवाह वेग और ट्यूब व्यास का प्रभाव

महत्वपूर्ण समर्थन रिक्ति ट्यूब के बाहरी व्यास और प्रवाह वेग की अनुमानित सीमा का एक कार्य है। 0.5-1.0 मीटर/सेकंड के प्रवाह वेग के साथ 20 मिमी ट्यूब के लिए भंवर शेडिंग रेंज 5-10 हर्ट्ज है और अनुनाद से बचने के लिए न्यूनतम समर्थन दूरी 700 मिमी है। 20 मिमी ट्यूब के लिए शेडिंग रेंज 1.0-1.5 मीटर/सेकेंड के वेग के साथ 10-15 हर्ट्ज है। न्यूनतम दूरी 600 मिमी है. 0.5-1.0 मीटर/सेकेंड के वेग पर 25 मिमी ट्यूब के लिए शेडिंग 4-8 हर्ट्ज है और न्यूनतम अंतर 800 मिमी है। 1.0-1.5 मीटर/सेकेंड वेग पर 25 मिमी ट्यूब के लिए शेडिंग 8-12 हर्ट्ज है और न्यूनतम अंतर 650 मिमी है। 25 मिमी व्यास और 1.5-2.0 मीटर/सेकेंड के वेग वाली एक ट्यूब के लिए शेडिंग 12-16 हर्ट्ज है और न्यूनतम अंतर 600 मिमी है। 1.5-2.0 मीटर/सेकेंड वेग पर 32 मिमी ट्यूब के लिए शेडिंग 9-13 हर्ट्ज है और न्यूनतम अंतर 700 मिमी है। ट्यूब व्यास से स्वतंत्र, उच्च प्रवाह वेग के लिए समर्थन रिक्ति जितनी करीब आवश्यक है।

एफजीडी एफ्लुएंट सर्विस सपोर्ट स्पेसिंग सिलेक्शन गाइड

निम्न तालिका अनुमानित प्रवाह वेग और वांछित थकान जीवन के आधार पर 2.5 के पीएच पर ग्रिप गैस डिसल्फराइजेशन प्रवाह को संभालने वाले क्षैतिज टाइटेनियम हीटरों के लिए अनुशंसित समर्थन रिक्ति देती है।

प्रवाह वेग रेंज (एम/एस) ट्यूब बाहरी व्यास (मिमी) अनुशंसित समर्थन रिक्ति (मिमी) अपेक्षित थकान जीवन प्रमुख विफलता यदि रिक्ति अधिक हो गई<0.8 20-25 900 > 10 yearsSlight vibration
>10 वर्ष 0.8-1.2 20 700 कंपन संबंधी थकान
0.8-1.2 25 800 >10 साल कंपन थकान
1.2-1.6 20 600 >10 साल की कंपन संबंधी थकान
1.2-1.6 25 650 5-10 वर्ष थकान कंपन
1.6----10 वर्ष कटाव------------------------------------------<5 years Combined flow impacts
सपोर्ट स्पेसिंग से परे इंजीनियरिंग

सहायक सामग्री का थके हुए जीवन पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। ट्यूब में वेल्डेड कठोर समर्थन पूर्ण कंपन भार संचारित करते हैं। लचीले समर्थन, जैसे कि PTFE - लाइन वाले क्लैंप, कंपन को 30-50% तक कम कर देते हैं। लचीली कठोरता ट्यूब की दीवार की मोटाई से प्रभावित होती है और 2.0 मिमी की दीवार 1.5 मिमी की दीवार की लचीली कठोरता से 2.4 गुना अधिक होती है, जिससे समर्थन रिक्ति को 15 - 20% तक बढ़ाया जा सकता है। टाइटेनियम ग्रेड (ग्रेड 2 बनाम ग्रेड 7) कठोरता या थकान प्रतिरोध को प्रभावित नहीं करता है क्योंकि उनमें समान लोचदार मॉड्यूल होता है। जब तक ट्यूब को निष्क्रिय रखा जाता है, तब तक एफजीडी प्रवाह रसायन (पीएच 2.5, उच्च क्लोराइड) थकान फ्रैक्चर के विकास में उल्लेखनीय रूप से तेजी नहीं लाता है। संक्षारण गड्ढों की उपस्थिति में, जो तनाव सांद्रक के रूप में कार्य करते हैं, थकान जीवन 50-90% तक कम हो जाता है। आवारा धाराओं से बचने के लिए अच्छी ग्राउंडिंग स्थानीय क्षरण को भी कम करती है जो दरार के विकास के स्थल हो सकते हैं।

एक अच्छी तरह से जानकारीयुक्त विशिष्टता बनाना

पीएच 2.5 पर एफजीडी स्क्रबर प्रवाह में क्षैतिज टाइटेनियम हीटर के लिए ट्यूबों पर अनुमानित प्रवाह वेग की गणना करें। उत्तेजित एफजीडी टैंकों की विशिष्ट 1.0 से 1.5 मीटर/सेकंड की गति के लिए, 20 मिमी बाहरी व्यास ट्यूबों के लिए 600 मिमी या 25 मिमी ट्यूबों के लिए 650 मिमी का समर्थन अंतर निर्दिष्ट करें। कठोर वेल्डेड ब्रैकेट के बजाय लचीले समर्थन (पीटीएफई लाइनेड क्लैंप) की आवश्यकता है। 900 मिमी स्पैन और कंपन वाले मौजूदा हीटरों में स्पैन को 600 मिमी तक कम करने के लिए मध्यवर्ती समर्थन जोड़ा जाना चाहिए। कमीशनिंग के लिए, ट्यूब कंपन आयाम को मापने के लिए एक्सेलेरोमीटर का उपयोग करें। यदि किसी भी प्रवाह की स्थिति में आयाम 0.2 मिमी से अधिक है, तो समर्थन जोड़ें या पंप की गति कम करें। गंभीर एफजीडी प्रवाह सेवा में लंबी अवधि की विश्वसनीयता के लिए प्रवाह प्रेरित कंपन थकान को कम करने के लिए इंजीनियर सही समर्थन रिक्ति, 900 मिमी के बजाय 600 मिमी का चयन करता है।