Как да се определи възможният минимален радиус на огъване за PFA нагревател, който ще бъде инсталиран в извит порт?

Отворите на люка на резервоара обикновено са извити или имат ограничено пространство, така че PFA нагревателите трябва да се огъват около препятствията. Минималният практичен радиус на огъване на PFA нагревател се определя от три фактора, диаметър на тръбата, дебелина на стената и допустимо напрежение без счупване. Минималният предложен радиус на огъване (до централната линия на тръбата) за конвенционален 25 mm OD PFA нагревател с 2,0 mm стена е 200 mm (8 × OD). За по-тънка стена (1,5 mm) радиусът може да бъде намален до 150 mm (6 x OD). За по-големи диаметри (32 mm OD) минималният радиус се увеличава до 250-300 mm (8-9× OD). Ако тези радиуси са огънати по-плътно, външният радиус ще бъде прекалено опънат, което може да доведе до необратима деформация, изтъняване на стените и напукване под напрежение по време на топлинен цикъл. PFA нагревателите не трябва да се огъват на полето. Трябва да се използват предварително огънати нагреватели от производителя с регулирано нагряване и огъване на дорника.

Изчисляване на радиус на огъване и граница на деформация
Външният радиус е подложен на напрежение, когато тръбата се извива. Деформацията на опън ε върху външното влакно е ε=(r_външна - r_централна линия) / r_централна линия=(D/2) / R, където D е OD на тръбата и R е радиусът на огъване към централната линия. Максимално допустимата деформация на опън без трайно увреждане (деформация на провлачване) за PFA е около 5-8 % при стайна температура. Ако вземем ε_max=0.05, R_min=(D/2)/0.05=10 x (D/2)? изчакайте, повторете математиката:=(D/2) / R За ε=0.05, R=(D/2)/0.05=D/0.1=10D. Така R_min=250 mm за D=25 mm. Производителите могат да произвеждат по-тесни завои, 6× OD, чрез нагряване на PFA по време на огъване. Ако повишим границата на провлачване до 15 - 20 % при 150 C, тогава R=(D/2) / 0.15=D/0.3=3.3D. Практически минимум. Внимателно нагряване 4-5 пъти OD.

За нагревател с вътрешна метална сърцевина, сърцевината също се огъва. Минималният радиус на огъване за металната сърцевина (Incoloy или титан) е 3-4× OD за единично огъване и 5-6× OD за многократно огъване. Често границата се определя от сърцевината, тъй като металът се втвърдява и може да се счупи, ако се огъне твърде силно. За 25 mm OD нагревател с 2 mm стена, металната сърцевина OD е около 21 mm. Минимален радиус на огъване (по данни на производителя) 80–100 mm (4–5× OD на сърцевината). Това съответства на радиус на огъване на PFA обвивката от 100–125 mm.

Минимален радиус на огъване според размера на нагревателя и дебелината на стената
OD на тръбата (mm) Дебелина на стената (mm) OD на сърцевината (mm) Минимален радиус на огъване (mm) - Само PFA (нагрята) Минимален радиус на огъване (mm) – с метална сърцевина Препоръчителен минимум за монтаж на място (студен) Умножител (OD)
12 1.0 10 40 50 60 5× 12 1.5 9 45 55 70 6× 16 1.5 13 60 70 90 5.5× 20 1.5 17 75 90 120 6× 20 2.0 16 80 100 130 6.5× 25 1.5 22 100 120 150 6× 25 2.0 21 110 130 175 7× 25 2.5 20 120 140 200 8× 32 2.0 28 150 180 250 8× 32 2.5 27 170 200 280 9× 38 2.5 33 200 250 350 9× Определяне на възможността за извит порт
За да определите, че PFA нагревател може да премине през извит отвор на люка:

Измерете геометрията на порта: минимална свободна ширина (W), необходимия ъгъл на огъване (θ, градуси) и права дължина на кабела, налична преди и след завоя.

Необходим радиус на огъване R_req=L / тита (в радиани), където L е дължината на огъната секция на порта (дължина на дъгата). R_req=500 / (π/2)=500 / 1.57=318 mm 90 градусов завой с 500 mm дължина на дъгата.

Compare R_req with the minimum bend radius of the heater from the above table. If R_req >= R_min, тогава нагревателят може да бъде предварително-извит на този радиус и инсталиран. R_req < R_min означава, че огъването е твърде стегнато.

Нагревател с OD 25 mm и стена от 2,0 mm изисква R min=175 mm студен и 130 mm фабрично огънат-. Възможен е ръчен порт, изискващ R req=200 mm. Този с R req =120 mm не може да бъде студено огънат. Предварително огънат нагревател, произведен във фабриката, може евентуално да получи 130 mm, но 120 mm все още е под ограничението. Опции: Използвайте нагревател с по-малък диаметър (20 mm OD, R_min=130 mm студен) или използвайте няколко къси прави нагревателя вместо един дълъг огънат нагревател.

Съвети за инсталиране на извити портове
Ако изчисленият радиус на огъване е осъществим, тогава поръчайте предварително огънатия нагревател от производителя. Фабричното огъване се извършва с нагрети дорници, контролирано охлаждане и проверка на качеството (измерване на дебелината на стената при огъване). Полевото огъване, дори с топлинни пистолети, често води до отслабване на стените, остатъчно напрежение и неравномерни завои. Надеждността оправдава цената на предварително огънат нагревател (премиум 20–40%).

Ако нагревателят е предварително огънат, подпрете го на няколко места по протежение на завоя, за да предотвратите провисване. Областта на огъване е по-малко твърда и може да увисне под собствената си тежест, предизвиквайки напрежение близо до върха на завоя. Седла от PTFE или PFA за интервали от 200-300 mm. Не затягайте самото огъване, а само правите части.

За тесни портове, където не може да се побере търговски нагревател, опитайте гъвкав PFA нагревател (вижте член #69 за преносимите тръби). За радиуси на огъване от 50–80 mm гъвкавите нагреватели са по-тънки (1,0–1,2 mm) и с по-малък диаметър (12–16 mm). Те обаче имат по-ниска мощност (обикновено<2 kW) and shorter longevity in hostile chemicals.

Заключение: 6-8 × OD е разумен минимум за повечето нагреватели
За студена инсталация на PFA нагревател, монтиран в извит люк, практическият минимален радиус на огъване е 6–8 × външния диаметър на тръбата. За фабрично огънати нагреватели практическият минимален радиус на огъване е 4–6× OD. За конвенционален 25 mm OD нагревател с 2,0 mm стена, минималният радиус е 150-175 mm (студен) или 130-150 mm (фабрично огънат). По-тесните завои по време на топлинен цикъл могат да причинят отслабване на стената, пренапрежение и напукване от напрежение. Инженерите трябва да измерят кривината на порта на люка, да определят необходимия радиус на огъване, да го сравнят с границите на нагревателя и да поръчат предварително огънати нагреватели, ако е необходимо. Ако необходимият радиус е по-малък от минималния, коригирайте подхода на инсталиране към множество прави нагреватели, нагревател с по-малък диаметър или гъвкава преносима тръба. Огъването на нагревател над границата му не е проектна опция, това е повреда, която чака да се случи. Спазвайте радиуса. Уважавайте същността.