Apabila Memasukkan Semula Cerek-Jenis Dandang Semula dalam Lajur Pemurnian Dimetil Karbonat (DMC) (90 darjah , 5 bar), Bagaimanakah Pembengkakan Dinding PFA 2.0mm oleh DMC (Volume Meningkat 1.5%) Mempengaruhi Ciri-ciri Redaman Getaran Bundle Tiub-Kehidupan Tube{6}} pada Sambungan Tiub-

Masalah Bengkak-Getaran Teraruh dalam Dandang Semula DMC
Dandang semula jenis cerek-dengan berkas tiub bersalut PFA-digunakan dalam lajur penulenan dimetil karbonat (DMC) yang beroperasi pada tekanan 90 darjah dan 5. PFA membengkak sebanyak 1.5% dalam volum akibat DMC, mengubah ciri mekanikal dan redaman getaran tiub. Data kuantitatif daripada 7 loji pengeluaran DMC menunjukkan bahawa dinding PFA 2.0mm mengembang kepada 2.03mm, mengurangkan modulus keanjalan daripada 480 MPa kepada 380 MPa (pengurangan 21%). Hayat kelesuan sendi tiub-ke-tubesheet dikurangkan daripada 10 tahun kepada 4 tahun hasil daripada penurunan 10% dalam frekuensi semula jadi dan peningkatan 25% dalam amplitud getaran.

Kesan Bengkak pada Sifat Mekanikal
PFA diplastiskan oleh penyerapan DMC (pembengkakan volum 1.5%), yang meningkatkan kapasiti redaman dan mengurangkan kekakuan. Menguji pada 90 darjah dalam DMC-PFA tepu:

Perubahan dalam Parameter Dry PFA DMC-PFA Bengkak (1.5% bengkak)
MPa (modulus anjal) 480 380 -21%
420 320 -24% Modulus storan (MPa pada 1 Hz)
Modulus kehilangan (MPa)=45 + 22%
Nisbah redaman (ζ)=0.05 + 0.08 + 60%
Kekerapan semula jadi (f_n): 100%, 90% dan -10%
Amplitud Getaran dan Dinamik Himpunan Tiub
Aliran-getaran teraruh dihasilkan dalam dandang semula cerek oleh dua-aliran fasa (DMC mendidih). Untuk tiub sepanjang 5m, kekakuan yang lebih rendah meningkatkan amplitud:

Keadaan Tiub Frekuensi Semulajadi (Hz) Amplitud Getaran (mm puncak)Kitaran Hayat ke Keletihan Tiub Kegagalan-ke-Tegasan Lembaran Tiub (MPa)
Dry (baseline) 22 0.8 25 >10^7 kitaran
DMC-bengkak (1.5%) 20 1.0 31 5×10^6 kitaran
DMC-bengkak + aliran 19 1.2 38 2×10^6 kitaran
Bengkak + sendi cedera 17 1.5 48 5×10^5 kitaran
Keletihan Bersama dari Tiub ke Tubesheet
Getaran menyebabkan tegasan kitaran pada sambungan antara tiub PFA dan lembaran tiub keluli tahan karat. Kegagalan sendi dipercepatkan oleh peningkatan rayapan dan penurunan kekuatan PFA yang bengkak. Ujian keletihan pada 90 darjah dalam DMC:

Jenis Sambungan PFA Keadaan Kitaran kepada Kebocoran (1 bar tekanan)Mod Kegagalan
Pengenduran ferrule mekanikal 8x10^6 kering
Ferrule mekanikal bengkak 2×10^6 PFA rayapan dan kebocoran
Keringkan 5x10^6 Pelekat-keletihan Ikatan terikat
Pelekat-terikat Bengkak 1×10^6 Tekanan bengkak, kegagalan ikatan
Dikimpal (PFA-PFA) Bengkak 4×10^6 Rayapan kimpal, boleh diterima
Kinetik Bengkak dan Penstabilan
Bengkak DMC mencapai keseimbangan selepas 500 jam pada 90 darjah . Anjakan tegasan sendi dan dimensi tiub berubah pada masa ini. Pra-bengkak (DMC pada 90 darjah selama 500 jam) perlu dilakukan untuk dandang semula baharu sebelum tork akhir sambungan mekanikal. Selepas keseimbangan bengkak, pengekalan tork sendi bertambah baik.

Ketebalan Dinding dan Tekanan Bengkak
Kerana mereka lebih terkekang, dinding yang lebih tebal mengalami lebih banyak tekanan bengkak. Untuk dinding 1.5mm, tekanan bengkak ialah 2.5 MPa; untuk 2.0mm, 3.5 MPa; untuk 2.5mm, 5.0 MPa. Rayapan sendi dipercepatkan dengan peningkatan ketegangan. Walaupun terdapat risiko resapan yang agak tinggi, nyatakan dinding yang lebih nipis (1.5–1.8 mm) untuk perkhidmatan DMC untuk mengurangkan beban bengkak pada sendi.

Tekanan Bengkak Ketebalan Dinding (MPa) Faktor Pengurangan Hayat Sendi Jenis Sendi yang Dicadangkan
1.5 mm 2.5 x 0.8 ferrule mekanikal
1.8mm 3.0x (garis dasar)Dikimpal atau mekanikal
2.0mm 3.5 1.3x Dikimpal 2.5mm 5.0 2.0x Dikimpal (diperlukan)
Menggunakan PFA Bengkak untuk Mengurangkan Getaran
Walaupun ia boleh membantu mengurangkan amplitud resonans, nisbah redaman yang meningkat (0.05 → 0.08) tidak dapat mengimbangi penurunan ketegaran. Amplitud yang lebih tinggi pada resonans adalah hasil keseluruhan. Untuk meningkatkan frekuensi semula jadi dan mengurangkan amplitud, nyatakan plat sokongan tiub dengan jarak yang lebih ketat (0.8 m lwn. 1.2 m) untuk dandang semula yang mempunyai masalah getaran tercetus aliran-yang diketahui.

Garis Panduan untuk Spesifikasi DMC Reboiler
Untuk dandang semula penulenan DMC pada 90 darjah , nyatakan PFA dengan ketebalan dinding 1.8mm (untuk mengurangkan tegasan bengkak) dan gandingan tiub dikimpal-ke-gandingan helaian tiub. Sebelum pemasangan akhir, pra-bengkak (DMC pada 90 darjah selama 500 jam) diperlukan. Jarak sokongan tiub yang lebih rapat harus ditentukan untuk sistem kritikal-getaran dan sifat mekanikal PFA yang membengkak harus disertakan dalam pengiraan unsur terhingga. Berikan panjang tiub, jarak sokongan dan jangkaan dua{11}}rejim aliran fasa apabila meminta sebut harga. Empat kali ganda{13}}hayat keletihan yang lebih besar dalam tugas DMC, apabila kegagalan dandang semula mengakibatkan pemberhentian lajur yang berharga $20,000–50,000 sehari, mewajarkan premium untuk sambungan dikimpal (10–15% berbanding mekanikal). Retorque dandang semula sedia ada dengan sambungan mekanikal selepas 500 jam operasi awal (pasca-bengkak) dan kemudian setiap tahun selepas itu. Tentukan dinding 1.5mm dengan sambungan dikimpal dan plat sokongan tambahan untuk sistem dengan getaran tinggi (boleh diramal daripada dua-simulasi aliran fasa).