Kāds ir maksimālais drošais iekšējais spiediens 316 nerūsējošā tērauda apsildes apvalkam, ja sienas biezums ir samazināts zem 1,2 milimetriem augstas temperatūras šķidruma sistēmās?

Uzstādot elektriskos iegremdējamos sildītājus esošajos spiediena konteineros, procesa inženieriem parasti ir jāizmanto mazāka diametra apvalks, nekā sākotnēji paredzēts, jo sprauslas diametrs vai ievietošanas garums ir ierobežots. Vai arī var izvēlēties plānāku sienu, lai iegūtu ātrāku termisko reakciju. Tomēr spiediena ierobežošanas izturēšanās mainās no kaļamas uz plīsumiem pakļautu, ja 316 nerūsējošā tērauda apvalka sienas biezums tiek samazināts zem 1,2 mm, īpaši augstās temperatūrās, kad materiāla tecēšanas robeža samazinās. Šajā rakstā ir sniegti kvantitatīvi maksimāli pieļaujamie darba spiediena ierobežojumi plānām -sienu 316 apvalkiem, izmantojot Bārlova formulu ar augstu-temperatūras samazināšanu. Tas ļaus inženieriem noteikt drošu sieniņu biezumu spiedienam šķidrām sistēmām bez pārmērīga{10}}konservatīvisma un nevajadzīga riska.

Spiediena ierobežošanas pamati plānām{0}}sienu 316 piedurknēm
Cilindriskiem spiedtvertnēm, kuru sienas biezums ir mazāks par vienu -desmito daļu no iekšējā rādiusa--, kas ir gandrīz visu elektrisko sildītāju apvalku gadījumā — apkārtmēra vai stīpas spriegums tiek aprēķināts, izmantojot Bārlova formulu: σ=P × D / (d σ ir iekšējais spiediens, P ir spiediens hoop, P ), ārējais diametrs, un t ir sienas biezums. HOOP STRESS ir apgriezti saistīts ar sienas biezumu noteiktam ārējam diametram un iekšējam spiedienam. Sienas biezuma samazināšana uz pusi dubulto apvalka materiāla slodzi. Tāpēc citu parametru fiksētajām vērtībām maksimālais pieļaujamais darba spiediens mainās tieši atkarībā no sienas biezuma. 316 nerūsējošā tērauda tecēšanas robeža istabas temperatūrā ir aptuveni 290 MPa rūdītam materiālam un 520 MPa auksti stieptām caurulēm, ko parasti izmanto sildītāju apvalkiem. Maksimālais pieļaujamais stīpas spriegums auksti stieptām 316 ir aptuveni 170 MPa, izmantojot drošības koeficientu 3 spiediena ierobežošanai saskaņā ar standarta praksi bezkoda neapkurināmām spiedtvertnēm. Drošo robežu iegūst, atrisinot Bārlova formulu spiedienam, ņemot vērā ārējo diametru un sienas biezumu.

Spiediena kvantitatīvie ierobežojumi salīdzinājumā ar sienas biezumu un temperatūru
Pie paaugstinātas darba temperatūras pieļaujamais spiediens ir ievērojami samazināts. Pie 200 grādiem auksti vilktā 316 tecēšanas robeža samazinās līdz aptuveni 380 MPa, un pieļaujamais loka spriegums tiek samazināts līdz 125 MPa. Teces izturība pie 300 grādiem ir 320 MPa ar pieļaujamo spriegumu 105 MPa. Pie 400 grādiem, kas ir augstākā robeža nepārtrauktai 316 apvalka darbībai, tecēšanas robeža samazinās līdz 280 MPa, pieļaujot tikai 90 MPa loka spriegumu. Tālāk ir norādīti maksimālie nepārtrauktie iekšējie spiedieni standarta 316 apvalkam ar 10 mm OD. Maksimālais spiediens ir aptuveni 40 bāri pie 200 grādiem un sienas biezums 1,6 mm. Tajā pašā temperatūrā pieļaujamais spiediens sienas biezumam 1,2 mm samazinās līdz 30 bāriem. Pēc tam drošs spiediens pazeminās līdz 25 bāriem pie 1,0 mm sienas biezuma. Izgatavotajiem apvalkiem minimālais sieniņu biezums ir 0,8 mm un drošais spiediens ir tikai 20 bāri. Sistēmām 300 grādos tas pats 1,0 mm apvalks ir ierobežots līdz aptuveni 21 bar un 400 grādos tikai 18 bar. Šīs vērtības ir balstītas uz caurulēm, kas ir precīzi apaļas, ar viendabīgu sieniņu biezumu un bez jebkādiem citiem lieces vai šūpošanās spriegumiem. Praksē apvalkam ar ražošanas pielaidi 0,1 mm papildus drošības rezervei jābūt 20 %.

Spiediena atlases matrica plānām{0}}316 sienu apvalkiem
Ieteicamie maksimālie nepārtrauktie iekšējie spiedieni 316 nerūsējošā tērauda apsildes apvalkiem dažādos sienu biezumos un darbības temperatūrās ir norādīti zemāk esošajā tabulā. Vērtības ietver drošības koeficientu 3:1, pamatojoties uz auksti stiepta materiāla parametriem, un pieņem, ka tipisks ārējais diametrs ir 10 mm. Lielākiem izmēriem samaziniet spiedienu proporcionāli izmēra attiecībai.

Apvalka sienas biezums maks. spiediens @ 100 grādi maks. spiediens @ 200 grādi maks. spiediens @ 300 grādi maks. spiediens @ 400 grādi Ieteicamie pielietojuma piemēri
0,8 mm 28 bar 24 bar 20 bar 16 bar Zema spiediena karstā ūdens cilpas, atmosfēras tvertnes ar cirkulācijas sūkņiem
1,0 mm 35 bar 30 bar 25 bar 20 bar Zema spiediena ķīmiskie reaktori, karstā ūdens sistēmas zem spiediena
1,2 mm 42 bar 36 bar 30 bar 24 bar Vidēja spiediena procesa sildītāji, tvaika priekšsildītāji līdz 200 grādiem
1,4 mm 49 bar 42 bar 35 bar 28 bar Augstspiediena ķīmiskās iesmidzināšanas sildītāji
1,6 mm 56 bāri 48 bāri 40 bāri 32 bāri Augstspiediena autoklāvi, pārkarsētā ūdens sistēmas
Lietojumos, kur darba spiediens pārsniedz 70% no norādītajām vērtībām, inženieriem ieteicams veikt hidrostatisko pārbaudi katram sildītājam vai izvēlēties bezšuvju caurules ar pierādītu sieniņu biezuma viendabīgumu. Spiedienam tuvojoties prognozētajai robežai, pārsprāgšanas iespējamība lokalizētā plānā griezumā ir ievērojami lielāka. Sienas biezums, kas pārsniedz 50 bārus, netiek paļauts tikai uz to, bet tiek pāriets uz mazāka diametra apvalku vai sakausējumu ar labāku izturību, piemēram, Incoloy 800H.