কিভাবে একটি টাইটানিয়াম হিটার টিউব এবং এর মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ অমিল হয় বাষ্প উত্তাপের অধীনে চক্রীয় ক্লান্তি জীবনকে প্রভাবিত করে?

টাইটানিয়াম হিটার টিউবগুলি 100 ডিগ্রি থেকে 160 ডিগ্রি তাপমাত্রায় কনডেনসেটে নিমজ্জিত বা বাষ্পের সাথে সরাসরি যোগাযোগে বাষ্প গরম করার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। হিটার টিউবটি সাধারণত ঢালাই করা হয় বা যান্ত্রিকভাবে একটি ভিন্ন উপাদানের মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জের সাথে সংযুক্ত থাকে, সাধারণত কার্বন স্টিল, স্টেইনলেস স্টিল বা PTFE-রেখাযুক্ত ইস্পাত। প্রতিটি উপাদানের নিজস্ব কোফিসিয়েন্ট অফ থার্মাল এক্সপেনশন (CTE) থাকে। টাইটানিয়াম গ্রেড 2 এর CTE প্রায় 8.6 × 10-6 / ডিগ্রী। কার্বন স্টিলের CTE হল 12.0 × 10⁻⁶ / ডিগ্রী। স্টেইনলেস স্টীল 316 CTE=16.0 x 10-6 / ডিগ্রী স্টিম হিটিং সাইকেলগুলি পরিবেষ্টিত (20 ডিগ্রী) থেকে কাজের তাপমাত্রা (120-160 ডিগ্রী) পর্যন্ত সিস্টেমকে গরম করছে এবং ঠান্ডা করছে। টাইটানিয়াম টিউব এবং এর মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জের মধ্যে প্রসারণের পার্থক্য সংযুক্তির স্থানে চক্রীয় চাপ সৃষ্টি করে। এই তাপ সম্প্রসারণের অমিলের ফলে প্রায়শই ওয়েল্ড টো বা টিউব-ফ্ল্যাঞ্জ ইন্টারফেসে শত শত বা হাজার হাজার চক্রের মধ্যে ক্লান্তি ক্র্যাকিং হয়।

CTE এর অমিলের কারণে তাপীয় ক্লান্তি প্রক্রিয়া

সিস্টেম গরম হওয়ার সাথে সাথে, মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জ টাইটানিয়াম টিউবের চেয়ে বেশি প্রসারিত হয় (স্টিলের ফ্ল্যাঞ্জের জন্য) বা টাইটানিয়াম টিউবের চেয়ে কম (কিছু নির্দিষ্ট মিশ্রণের জন্য)। ফ্ল্যাঞ্জ দ্বারা সংযুক্তির জায়গায় টিউবটি সীমাবদ্ধ। এই সীমাবদ্ধতার ফলে টিউবের মধ্যে চক্রাকার অক্ষীয় চাপ হয়-যখন ফ্ল্যাঞ্জ উত্তাপের সময় টাইটানিয়ামের চেয়ে বেশি প্রসারিত হয় এবং শীতল করার সময় সংকোচনমূলক চাপ হয়। চক্রীয় স্ট্রেনের মাত্রা CTE পার্থক্য, তাপমাত্রার সুইং এবং নিরপেক্ষ অক্ষ থেকে দূরত্বের গুণফলের সমানুপাতিক। ফ্ল্যাঞ্জ মুখ থেকে প্রথম সমর্থন পর্যন্ত একটি সাধারণ 200 মিমি দৈর্ঘ্যের জন্য, 4 × 10-6 / ডিগ্রীর CTE পার্থক্য সহ 100 ডিগ্রি তাপমাত্রার সুইং প্রতি চক্রে প্রায় 0.08 মিমি ডিফারেনশিয়াল ডিসপ্লেসমেন্ট দেয়। এই স্থানচ্যুতি, ঢালাই বা যান্ত্রিক জয়েন্টে স্থানীয়করণ, 0.2%-এর বেশি স্থানীয় স্ট্রেন সৃষ্টি করে, কম-চক্রের ক্লান্তি পরিসরের মধ্যে।

ফ্ল্যাঞ্জ উপাদানের উপর ভিত্তি করে ক্লান্তি জীবন পরিমাণগত

নিয়ন্ত্রিত চক্র পরীক্ষা (100 ডিগ্রী তাপমাত্রা সুইং, 5 মিনিট তাপ, 5 মিনিট ঠান্ডা):

টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ (মেলিং CTE, 8.6 x 10-6 / ডিগ্রী): ক্লান্তি জীবন > 100,000 চক্র। তাপ সম্প্রসারণের কোন মিল নেই। ওয়েল্ড শুধুমাত্র চাপ এবং কম্পনের চাপ অনুভব করে। বাষ্প গরম উচ্চ সাইক্লিং জন্য পছন্দসই লেআউট.

কার্বন ইস্পাত ফ্ল্যাঞ্জ (3.4 x 10-6 / ডিগ্রীর CTE অমিল) ফাটল শুরু হওয়া পর্যন্ত 8,000-12,000 চক্রের ক্লান্তি জীবন। ফাটল সাধারণত 5,000 থেকে 7,000 চক্রের পরে ওয়েল্ড পায়ের কাছে তৈরি হয়। প্রতিদিন 2 চক্রের কম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত (10+ বছর জীবন)।

স্টেইনলেস স্টিল 316 ফ্ল্যাঞ্জ (CTE অমিল 7.4 × 10⁻⁶ / ডিগ্রী): ফ্র্যাকচার শুরু হওয়া পর্যন্ত ক্লান্তি জীবন 2,500–4,000 চক্র। বড় CTE অমিল বিশাল চক্রীয় চাপ তৈরি করে। প্রতিদিনের বাষ্প সাইকেল চালানোর জন্য ব্যবহার করা যাবে না।

ইনকোনেল ফ্ল্যাঞ্জ (CTE 13.0 × 10−6 / ডিগ্রি, অমিল 4.4 × 10−6 / ডিগ্রি): ক্লান্তি জীবন 1,500–2,500 চক্র স্টেইনলেস স্টিলের মতো। টাইটানিয়াম-ইনকোনেল ওয়েল্ড কনডেনসেটে গ্যালভানিক ক্ষয়ের ঝুঁকি তৈরি করে।

PTFE রেখাযুক্ত ইস্পাত ফ্ল্যাঞ্জ (PTFE CTE 100 x 10⁻⁶ / ডিগ্রি কিন্তু ইস্পাত দ্বারা সংযত) : জটিল আচরণ। PTFE লাইনারটি প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয়, টাইটানিয়াম টিউবের সীমাবদ্ধতাকে সহজ করে। ভাল লাইনার ডিজাইন, ক্লান্তি জীবন 15,000-20,000 চক্র।

স্টিম হিটিং সার্ভিস ফ্ল্যাঞ্জ ম্যাটেরিয়াল সিলেকশন গাইড

নীচের সারণীটি বাষ্প গরম করার চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি এবং অপারেটিং তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে মাউন্টিং ফ্ল্যাঞ্জ উপকরণ নির্বাচনের জন্য একটি সিদ্ধান্ত কাঠামো দেয়।

স্টিম হিটিং সাইকেল ফ্রিকোয়েন্সি এবং তাপমাত্রা প্রস্তাবিত ফ্ল্যাঞ্জ উপাদান CTE অমিল সমাধান<1/day cycle, 100-120o C steamFlexible transition piece for carbon steel titaniumLow cycle count carbon steel is fine. Use a thin (2 mm) titanium spacer for stress distribution.
1-5 চক্র/দিন, 120-140 ডিগ্রী বাষ্প টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ (গ্রেড 2) সরাসরি টিউব থার্মাল ক্লান্তিতে ঢালাই করা হয় কারণ একটি ব্যর্থতা মোড মিলিত CTE এর সাথে নির্মূল হয়। ফ্ল্যাঞ্জের প্রাথমিক খরচ বেশি।
প্রতিদিন 5-20 চক্র, 140-160 ডিগ্রী টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জে বাষ্প সম্প্রসারণ জয়েন্ট বেলো ডিফারেনশিয়াল সম্প্রসারণের জন্য প্রদান করে। ভারী সাইকেল সার্ভিসিং এর জন্য প্রয়োজনীয়। দীর্ঘ আয়ু যোগ করা খরচ ন্যায্যতা.
বিদ্যমান কার্বন স্টিল ফ্ল্যাঞ্জ, ঘন ঘন সাইকেল চালানোর প্রয়োজন নমনীয় গ্রাফাইট গ্যাসকেট (বেধ 3 মিমি) দিয়ে পুনর্নির্মিত গ্যাসকেট প্রতি চক্রে 0.3-0.5 মিমি সংকুচিত করে, তাপীয় স্থানচ্যুতি শোষণ করে। বার্ষিক গ্যাসকেট প্রতিস্থাপন।
জল নিভানোর সাথে বাষ্প গরম করা (থার্মাল শক, দ্রুত কুলিং) শুধুমাত্র টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ দ্রুত সাইকেল চালানো CTE অমিল প্রভাব বাড়ায়। যেকোনো ভিন্ন ধাতব ফ্ল্যাঞ্জ 500 চক্রের মধ্যে ব্যর্থ হবে।
শুধুমাত্র ফ্ল্যাঞ্জড ম্যাটেরিয়ালের বাইরে ইঞ্জিনিয়ারিং

টিউবের ব্যাস এবং প্রাচীরের বেধ ফ্ল্যাঞ্জ সংযুক্তিতে চাপের ঘনত্বকে প্রভাবিত করে। টিউবের একটি বিস্তৃত ব্যাস (50 মিমি বনাম 25 মিমি) একটি বৃহত্তর ব্যাসার্ধ জুড়ে চক্রীয় স্ট্রেন বিতরণ করে যা স্থানীয় চাপকে 30 - 40% কমিয়ে দেয়। মোটা দেয়াল (2.0 মিমি বনাম. 1.0 মিমি) একবার এটি শুরু করার পরে ক্লান্তি ফাটলের বংশবিস্তারকে আরও প্রতিরোধ করে। ওয়েল্ড ডিজাইনটিও একইভাবে গুরুত্বপূর্ণ: একটি মসৃণ স্থানান্তর সহ একটি সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ ঢালাই (টিউব-ফ্ল্যাঞ্জ জংশনে কোনও তীক্ষ্ণ খাঁজ নেই) আন্ডারকাটযুক্ত ফিলেট ওয়েল্ডের তুলনায় 3-5 গুণ ক্লান্তিকর জীবনকে বাড়িয়ে তোলে। ঢালাই পরবর্তী চাপ উপশম (30 মিনিটের জন্য 550 ডিগ্রি) অবশিষ্ট ঢালাই চাপ হ্রাস করে যা তাপ চক্রের চাপে বৃদ্ধি পায়।

আত্মবিশ্বাসের সাথে উল্লেখ করা

বাষ্প গরম করার পরিষেবার জন্য একটি টাইটানিয়াম হিটার টিউব অর্ডার করার সময়, টিউব উপাদানের মতো একই মানের একটি টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ নির্বাচন করুন। যদি বাজেটের সীমাবদ্ধতাগুলি একটি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য কার্বন ইস্পাত ফ্ল্যাঞ্জের ব্যবহারকে নির্দেশ করে, তাহলে একটি নমনীয় স্থানান্তর বিভাগ নির্দিষ্ট করুন-একটি 50-100 মিমি দৈর্ঘ্যের পাতলা-ওয়াল টাইটানিয়াম টিউবিং (0.8 মিমি)-অনমনীয় ফ্ল্যাঞ্জ এবং হিটিং টিউবের মধ্যে। কমপ্লায়েন্ট অংশটি তাপমাত্রা সাইকেল চালানোর সময় স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হয় এবং জোড়ের ক্ষতি না করেই সম্প্রসারণের অমিল শোষণ করে। হিটারের জীবদ্দশায় তাপচক্রের গড় সংখ্যা নির্ণয় কর। 10,000 বা তার কম চক্রের জন্য নমনীয় রূপান্তর কার্বন ইস্পাত গ্রহণযোগ্য। শুধুমাত্র 10,000 এর বেশি চক্রের জন্য একটি টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ নির্দিষ্ট করুন। পরিষেবা চলাকালীন প্রতি বছর ডাই পেনিট্রেন্ট ব্যবহার করে টিউব-ফ্ল্যাঞ্জ ওয়েল্ড পরিদর্শন করুন। ক্র্যাকিংয়ের যে কোনও ট্রেস অবশ্যই একবারে মেরামত বা প্রতিস্থাপন করতে হবে। প্রকৌশলী টাইটানিয়াম টিউবের সাথে ফ্ল্যাঞ্জ উপাদান মেলে বা স্ট্রেস{19}}শোষণকারী বৈশিষ্ট্য প্রদান করে বাষ্প{18}}উষ্ণ সিস্টেমের তাপীয় ক্লান্তি দ্বারা গোপন ব্যর্থতা এড়ান।