Tank Karıştırması PTFE Isıtıcılarda Titreşim Yorgunluğuna Nasıl Neden Olur?

Karıştırılan tanklara yerleştirilen ısıtıcılar, kimyasal saldırı, aşırı ısınma veya darbe hasarına dair herhangi bir kanıt olmamasına rağmen, genellikle flanş montaj noktasının hemen altında aynı noktada bozulmaya devam eder. Tank, su yüzeyinin çalkantılı görünmesini ve hacim boyunca akış akımlarının güçlü olmasını sağlayan sağlam bir karıştırıcıya sahiptir. Her değiştirdiğinizde, aynı temiz kırılma birkaç ay sonra tekrar ortaya çıkar. Bakım yöneticileri ve güvenilirlik uzmanları, sorunun hatalı bir parça değil, tankın çalkalanmasından kaynaklanan titreşim yorgunluğu olduğunu anlayana kadar, arıza süresi ve değiştirme masraflarıyla tekrar tekrar uğraşmak zorunda kalacaklar.

Isıtıcı kılıfı çok fazla ileri geri büküldüğünde titreşim yorgunluğu alır. Isıtıcının desteklenmeyen uzunluğu, bir konsol kirişi veya kolu gibi çalışarak, karıştırıcı pervanesinden, türbülanslı akıştan veya pompa devridaiminden kaynaklanan en küçük titreşimleri bile çok daha güçlü hale getirir. Tankın duvarında veya akışkanın yüzeyindeki küçük hareketler, ısıtıcının ucunda çok daha büyük hareketlere dönüşür. Binlerce döngüden sonra, en yüksek gerilim konsantrasyonunun olduğu noktalarda küçük çatlaklar oluşmaya başlar. Bu genellikle şekil ve kaynaklarda veya kıvrımlarda değişikliklerin olduğu flanş-kılıftan-kılıflara geçiştir. Döngüsel stres, kılıf kırılana ve proses sıvısının iç parçalara ulaşmasına izin verene kadar bu çatlakları PTFE duvarı boyunca yavaşça yayar.

Benzersiz arıza imzası, titreşim yorgunluğunu diğer hasar türlerinden ayırır. Kırılma temiz ve kırılgan görünür ve genellikle tüp eksenine dik açıda meydana gelir. Lokalize deformasyon, çentiklenme veya erime yoktur. Düşük güçte büyütüldüğünde kırılma yüzeylerinde klasik yorulma çizgileri görülebilir. Bu, bir göçüğün etrafında belirgin ezici veya yayılan çatlaklar bırakan bir darbeden kaynaklanan hasardan veya yüzeyi zamanla daha beyaz ve ince hale getiren bir kimyasal saldırıdan çok farklıdır. Kırılma tankın içinde meydana geldiğinden ve su altında kalabildiğinden, operatörler bunu genellikle yalnızca toprak hatası koruması devreye girdiğinde veya sıcaklık kontrolü bozulduğunda öğrenirler.

Titreşim yorgunluğunu ortadan kaldırabilecek veya önemli ölçüde azaltabilecek bir dizi pratik adım vardır. En iyi ve en uygun maliyetli-çözüm, ara desteklerin kullanılmasıdır. Genellikle PTFE veya floropolimer ile kaplanmış ve tank duvarına veya zeminine tutturulmuş bir braket olan tek bir orta açıklık desteği, desteklenmeyen uzunluğu kısaltır ve sapmayı minimumda tutar. Gerçek hayatta, tek bir orta-aralık desteği, titreşim genliğini %90 oranında azaltabilir ve ısıtıcıların aylarca, yıllarca daha uzun süre dayanmasını sağlayabilir. Flanştaki titreşim sönümleyiciler veya esnek montaj pedleri, ısıtıcının tank duvarının hareketinden daha da ayrı tutulmasına yardımcı olur. Isıtıcının çapını veya duvar kalınlığını büyütmek onu daha sert hale getirir ve doğal frekansı karıştırıcının çalışma aralığından uzaklaştırır.

Rezonanstan kaçınmak başka bir güçlü araçtır. Bir ısıtıcının uzunluğu, çapı, malzeme modülü ve uç koşullarının tümü onun doğal frekansını etkiler. Bu frekans, karıştırıcının dönme hızına veya bıçağın-geçiş frekansına eşleştiğinde, titreşimin genliği büyük miktarda artar. Rezonansı düzeltmenin bir tekniği, ısıtıcının uzunluğunu biraz değiştirerek doğal frekansının artık karıştırıcının hızıyla aynı olmamasını sağlamaktır. Isıtıcının 100-150 mm kısaltılması veya ucuna küçük bir kütle eklenmesi gibi sahada yapılan basit değişiklikler, çalışma kalitesini etkilemeden sistemi rezonanstan çıkarabilir. Operatörler, karıştırıcının hızını değiştirerek veya değişken-frekanslı motorlar ekleyerek devreye alma sırasında bulunan kritik hızlardan kaçınabilir.

Yeni tanklar tasarlarken titreşim analizi, sorunların oluşmasını ilk etapta durdurur. Sonlu-eleman modelleme veya temel el hesaplamaları, belirli çalkalama koşulları altında doğal frekansların ve tahmin edilen sapma genliklerinin ne olacağını size söyleyebilir. Isıtıcıları yapmadan önce konumlarını, uzunluklarını ve destek ihtiyaçlarını optimize edebilirsiniz. Mevcut tanklar, geçici olarak ısıtma flanşına takılan taşınabilir ivmeölçerlerle ara sıra titreşim izleme işleminden yararlanabilir. RMS hız okumaları 5 mm/s'nin üzerine çıkarsa bu, çok fazla döngü gerilimi olduğu ve hemen daha fazla desteğin eklenmesi gerektiği anlamına gelir.

Titreşim yorgunluğu, desteklenmeyen uzunluk, rezonans frekansı, ara destekler ve döngüsel stresin tümü kontrol edilebilecek şeylerdir ve yalnızca çalkalamanın sonucu değildir. İyi bir mekanik tasarım ve destek sistemi, her zaman meydana gelen bir kesinti kaynağını güvenilir,-uzun vadeli bir çalışmaya dönüştürebilir. Şartname yazarken veya mevcut sistemlerde değişiklik yaparken bunları düşünen tesis mühendisleri ve güvenilirlik uzmanları, süreçlerin sürekli değiştiği koşullarda yatırımlarını korur ve üretimi devam ettirir. Tasarım sırasındaki erken titreşim analizi, çok türbülanslı suya sahip tanklarda veya anormal derecede uzun ısıtıcı elemanlarda sorunlar bulabilir. Bu, güçlü ısıtıcı konfigürasyonlarını başlangıçtan itibaren güvenle seçmenizi sağlar.