Как да преоборудвам съществуващ PFA нагревател с подвижна PTFE защитна втулка, без да източвам резервоара, когато нагревателят не може да бъде изключен-за повече от 30 минути?

Разглобяем PTFE маншон за износване може да бъде монтиран допълнително без източване на резервоара и с малко време на престой (по-малко от 30 минути) при непрекъснати процеси, когато PFA нагревател показва индикатори за ерозия (като изтъняване от абразивна суспензия), но не може да бъде отстранен веднага. Втулката има механична система за затягане (натоварена с пружина или с винт-), припокриващи се ръбове и дизайн на разделена-тръба (две половинки-черупки), съставена от PTFE с дебелина 1-2 mm. За да се намали температурата под 50 градуса, нагревателят се изключва за петнадесет минути. С помощта на инструмент, който се простира през прохода на резервоара или 4-инчов порт за достъп, ръкавът се позиционира около открития нагревател. Нагревателят се захранва отново и ръкавът се затяга на място. Оригиналната PFA обвивка е защитена от допълнително разграждане от PTFE ръкав. На всеки шест до дванадесет месеца, по време на планирана поддръжка, маншонът се сменя. Без изобщо да изпразвате резервоара, това надграждане увеличава живота на нагревателя с два до три фута.

Изисквания за проектиране на разделени ръкави
Размери, функция и дебелина на материала на компонента (mm)
Две части от вътрешната половина-черупка PTFE (незапълнена, чиста) 1,5–2,0 Дължина=нагрята дължина плюс 100 mmПоставете върху слой
Външни скоби (2–4)PTFE лента 0,5 или неръждаема стомана 316 (метал)Обиколка=тръба OD + дебелина на втулката + припокриване; ширина: 20 mm Закрепете двете части заедно.
Уплътнете ръба (по избор)RTV силикон при високи температури3 mm перла, нанесена в полето, спира попадането на частици между нагревателя и ръкава.
Пръчка от неръждаема стомана с лепкави пръсти или вендузи за поставяне. Позиционирайте ръкава под вода; дължина=дълбочина на резервоара + 500 mm; диаметър: 6 мм
Подробен процес на модернизация (нагревателят е изключен, резервоарът е пълен)
Стъпка 1: Изключете отоплението и го оставете да изстине. Изключете електричеството. Дайте на нагревателя 15 минути да се охлади до по-малко от 50 градуса, както е показано от термодвойка, прикрепена към студения край. Ако все още е горещо, не продължавайте.

Стъпка 2: Стигнете до нагревателя. Отстранете 4--инчов порт с резба или отворете прохода на резервоара. Ако нагревателят е временно отстранен, втулката може да се постави през отвора на монтажния фланец на нагревателя, ако няма голям достъп до резервоара. Но нагревателят трябва да бъде източен и изключен, преди да може да бъде премахнат? Процесът се основава на това, че нагревателят остава в позиция.

Почистете повърхността на нагревателя в стъпка три. Изтъркайте нагрятата дължина с помощта на мека четка с дълга-дръжка (найлонови косми), за да се отървете от всякакви отлагания, биофилми или отлепени котлен камък. Използвайте водна струя за изплакване (ниско налягане, 5–10 бара). Не трябва да се използват абразиви, които биха могли да надраскат PFA.

Поставете половинките на ръкавите в четвъртата стъпка. Вземете една PTFE половина-черупка с помощта на инструмента за поставяне (вендузи). Поставете го срещу нагревателя, след като го потопите, така че ръбът да е на една линия с горната част на нагрятата зона (точно под студения край). Целият ерозиран участък, както и 50 mm отвъд двата края трябва да бъдат покрити от полу-черупката.

Инсталирайте втората половина-черупка в пета стъпка. Застъпете ръбовете с 10 до 15 mm и повторете за втората половина. За да се предотврати отлепване, припокриването трябва да бъде от страната надолу по течението.

Затегнете ръкава в шеста стъпка. Покрийте горната, средната и долната част на ръкава с PTFE ленти или скоби от неръждаема стомана. За да компресирате PTFE срещу PFA без смачкване, внимателно затегнете (въртящ момент 2–3 N·m).

Стъпка 7: Включете отново нагревателя. Затворете коридора. Включете нагревателя. Следете температурата; PTFE ръкавът увеличава термичната устойчивост (R=t/k=0.0015/0.25=0.006 m²·K/W). Допълнителният ΔT за нагревател, работещ при 3 W/cm² (30 000 W/m²) е 30 000 × 0.006=180 градуса. Това е важно! Следователно, след монтиране на PTFE ръкав, нагревателят трябва да бъде намален. За да поддържате температурата в сърцевината стабилна, намалете мощността с 30–40%. Приемете намалена топлинна мощност като алтернатива.

Изискване за намаляване на номиналните стойности на PTFE ръкава
PTFE дебелина (mm) Допълнителен ΔT при 3 W/cm² (градус) Необходимо намаляване на мощността (%) Топлинен поток, който се получава (W/cm²) 1.0 120 25–30% 2,1–2.3 1.5 180 35–40% 1,8–2.0 2.0 240 45–50% 1,5–1,6
Добавянето на PTFE ръкав без намаляване на мощността ще доведе до прегряване и бързо разграждане на PFA за нагревател, който вече работи близо до границата на основната си температура. Приемете, че нагревателят ще работи по-хладно (използвайки по-малко електричество) след модернизация, тъй като ръкавът е жертвен слой.

Пример в полето
След осемнадесет месеца дебелината на стената на PFA нагревател в цикъла на минната суспензия намаля от 2,0 mm на 1,2 mm поради ерозия. В продължение на две седмици фабриката не успя да изпразни резервоара от 50 000 L. Те използваха горния метод, за да вмъкнат разделен PTFE ръкав с дебелина 1,5 mm. Имаше 25-минутно прекъсване. Те намаляват мощността на нагревателя с 33%, от 6 kW на 4 kW. След десет месеца PTFE ръкавът се износи и трябваше да бъде сменен, което изискваше допълнителни двадесет и пет минути престой. Нямаше допълнителна ерозия на оригиналната PFA стена. Още три години минаха с нагревателя. Алтернативата беше източване на резервоара за 5000 долара и подмяна на нагревател за 2000 долара; модернизацията на ръкава струва $200 всяка.

Ограничения и кога преоборудването не е подходящо
PTFE weakens and crawls at high temperatures (>150 градуса); вместо това използвайте PFA ръкави, които са по-скъпи, но имат сравнима термична устойчивост.

High-pressure (>3 бара): ръкавът може да се екструдира през скоби или да се свие. Не се препоръчва.

Плътно разстояние: За да се монтира ръкавът, нагревателят трябва да е на разстояние най-малко 5 mm от стените на резервоара или други нагреватели.

High watt density (>3 W/cm²): сърцевината ще прегрее поради допълнителния ΔT. Изисква се намаляване на мощността; не монтирайте отново, ако намаляването на номиналните стойности не е приемливо.

В заключение, нагревателите с ерозиран PFA са защитени чрез преоборудване на сплит PTFE ръкав без източване на резервоара
Само за няколко минути съществуващ PFA нагревател може да бъде преоборудван с разделена PTFE втулка (с дебелина 1,5–2,0 mm), без да се изпразва резервоарът. Като поема допълнителна ерозия, ръкавът увеличава живота на нагревателя с две до три степени. За да се отчете допълнителното термично съпротивление, нагревателят трябва да бъде намален с 30 до 50%. Само 15 минути охлаждане и 10 минути монтаж са необходими за ремонта. Тази технология е безценна за непрекъснати процедури, когато източването на резервоар не е възможно. Втулката служи като жертвен слой за износване, вместо да бъде постоянна. На всеки шест до дванадесет месеца го сменете. Спестява пари, процес и нагревател. Интелигентното инженерство е бързо решение, което удължава живота с години.