Apakah Tekanan Dalaman Maksimum Selamat untuk Sarung Pemanas Keluli Tahan Karat 316 Apabila Ketebalan Dinding Dikurangkan Di Bawah 1.2 Milimeter dalam Sistem Cecair Suhu Tinggi-?

Apabila memasang semula pemanas rendaman elektrik ke dalam bekas bertekanan sedia ada, jurutera proses biasanya perlu menggunakan sarung diameter yang lebih kecil daripada yang dimaksudkan pada mulanya kerana diameter muncung atau panjang sisipan terhad. Atau dinding yang lebih nipis mungkin dipilih untuk keinginan tindak balas haba yang lebih pantas. Walau bagaimanapun, tingkah laku pembendungan tekanan berubah daripada mulur kepada pecah-terdedah jika ketebalan dinding sarung keluli tahan karat 316 dikurangkan di bawah 1.2 mm, terutamanya pada suhu tinggi di mana kekuatan hasil bahan berkurangan. Kertas kerja ini membentangkan had tekanan kerja maksimum yang dibenarkan secara kuantitatif untuk-berdinding nipis 316 sarung, menggunakan formula Barlow dengan-penurunan suhu tinggi. Ini akan membolehkan jurutera menentukan ketebalan dinding yang selamat untuk sistem cecair bertekanan, tanpa{10}}konservatisme dan risiko yang tidak perlu.

Asas Penahanan Tekanan untuk Sarung Tangan 316 Nipis-Berdinding
Untuk bekas tekanan silinder, dengan ketebalan dinding kurang daripada satu-persepuluh daripada jejari dalam--yang berlaku untuk hampir semua sarung pemanas elektrik--tegasan lilitan atau gelung dikira menggunakan formula Barlow: σ=P × D / (2 × t), dengan σ ialah gelung dalam, dengan P ialah tekanan dalam. ketebalan dinding. TEKANAN HOOP berkait songsang dengan ketebalan dinding untuk diameter luar dan tekanan dalaman tertentu. Mengurangkan ketebalan dinding sebanyak separuh menggandakan tegasan pada bahan sarung. Oleh itu, tekanan kerja maksimum yang dibenarkan berbeza secara langsung dengan ketebalan dinding, untuk nilai tetap parameter lain. Kekuatan hasil keluli tahan karat 316 pada suhu bilik adalah sekitar 290 MPa untuk bahan anil dan 520 MPa untuk tiub ditarik sejuk, yang biasanya digunakan untuk sarung pemanas. Tegasan gelung maksimum yang dibenarkan untuk ditarik sejuk 316 ialah kira-kira 170 MPa, menggunakan faktor keselamatan 3 untuk amalan piawai pembendungan tekanan untuk bejana tekanan tidak berkod tanpa kod. Had selamat diperoleh dengan menyelesaikan formula Barlow untuk tekanan, diberi diameter luar dan ketebalan dinding.

Had Kuantitatif pada Tekanan lwn. Ketebalan dan Suhu Dinding
Pada peningkatan suhu operasi, tekanan yang dibenarkan sangat berkurangan. Pada 200 darjah kekuatan hasil sejuk-yang ditarik 316 berkurangan kepada kira-kira 380 MPa dan tegasan gelung yang boleh diterima dikurangkan kepada 125 MPa. Kekuatan hasil pada 300 darjah ialah 320 MPa dengan tegasan dibenarkan 105 MPa. Pada 400 darjah, had tertinggi untuk operasi berterusan sarung 316, kekuatan hasil turun kepada 280 MPa, membenarkan hanya tegasan gelung sebanyak 90 MPa. Berikut ialah tekanan dalaman berterusan maksimum untuk sarung 316 standard dengan OD 10 mm. Tekanan maksimum ialah kira-kira 40 bar pada 200 darjah dan ketebalan dinding 1.6 mm. Pada suhu yang sama tekanan yang dibenarkan untuk ketebalan dinding 1.2 mm berkurangan kepada 30 bar. Tekanan selamat kemudian turun kepada 25 bar pada ketebalan dinding 1.0 mm. Dengan sarung yang dihasilkan, ketebalan dinding minimum ialah 0.8 mm dan tekanan selamat hanyalah 20 bar. Untuk sistem pada 300 darjah, sarung 1.0 mm yang sama dihadkan kepada kira-kira 21 bar dan pada 400 darjah hanya 18 bar. Nilai-nilai ini adalah berdasarkan tiub yang bulat tepat, mempunyai ketebalan dinding yang homogen dan bebas daripada sebarang tegasan lentur atau swaging yang lain. Dalam amalan, sarung dengan toleransi pembuatan 0.1 mm harus mempunyai margin keselamatan tambahan sebanyak 20%.

Matriks pemilihan tekanan untuk-berdinding nipis 316 sarung
Tekanan dalaman berterusan maksimum yang disyorkan untuk sarung pemanas keluli tahan karat 316 pada pelbagai ketebalan dinding dan suhu operasi diberikan dalam jadual di bawah. Nilai termasuk faktor keselamatan 3:1 berdasarkan parameter bahan lukisan sejuk dan anggap diameter luar biasa 10 mm. Untuk saiz yang lebih besar, kurangkan tekanan mengikut nisbah saiz.

Ketebalan Dinding Sarung Tekanan Maks @ 100 darjah Tekanan Maks @ 200 darjah Tekanan Maks @ 300 darjah Tekanan Maks @ 400 darjah Contoh Aplikasi yang Disyorkan
0.8 mm 28 bar 24 bar 20 bar 16 bar Tekanan rendah-gelung air panas, tangki atmosfera dengan pam edaran
1.0 mm 35 bar 30 bar 25 bar 20 bar-Reaktor kimia tekanan rendah, sistem air panas bertekanan
1.2 mm 42 bar 36 bar 30 bar 24 bar Pemanas proses tekanan sederhana, prapemanas wap sehingga 200 darjah
1.4 mm 49 bar 42 bar 35 bar 28 barPemanas Suntikan Kimia Tekanan Tinggi
1.6 mm 56 bar 48 bar 40 bar 32 barAutoklaf tekanan tinggi, sistem air panas lampau
Dalam aplikasi di mana tekanan operasi melebihi 70% daripada nilai yang disediakan, adalah disyorkan bahawa jurutera menjalankan ujian hidrostatik pada setiap pemanas atau memilih tiub lancar dengan kehomogenan yang terbukti dalam ketebalan dinding. Apabila tekanan menghampiri had yang diramalkan, kebarangkalian pecah pada bahagian nipis setempat adalah jauh lebih tinggi. Ketebalan Dinding melebihi 50 bar tidak bergantung pada sahaja, tetapi beralih kepada sarung diameter yang lebih kecil atau aloi dengan kekuatan yang lebih baik seperti Incoloy 800H.