অভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারগুলির তাপমাত্রা এবং চাপের সীমাগুলি কী কী?
একটি বার্তা রেখে যান
অভেদ্য গ্রাফাইট কম্প্রেশনে শক্তিশালী, উত্তেজনায় দুর্বল এবং কর্মক্ষমতা সীমা প্রধানত এটিকে দুর্ভেদ্য করতে ব্যবহৃত রজন দ্বারা নির্দেশিত হয়। অপ্রত্যাশিত, ভঙ্গুর ব্যর্থতা এড়াতে ইঞ্জিনিয়ারদের এই সীমাবদ্ধতাগুলি পালন করতে হবে। ধাতুগুলির বিপরীতে, যেগুলি সাধারণত ফ্র্যাকচারের আগে কিছু প্লাস্টিকের বিকৃতি থাকে, গ্রাফাইট সামান্য বা কোন সতর্কতা ছাড়াই ভেঙে যায়। এইভাবে অভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জার সীমা-তাপমাত্রা, চাপ এবং তাপীয় শক-অন্যথায় খুব জারা প্রতিরোধী উপাদানের নিরাপদ অপারেটিং খামকে সংজ্ঞায়িত করে।
তাপমাত্রা সীমা রেজিন নির্ভরশীল সীমা
একটি অভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারের সর্বোচ্চ পরিষেবা তাপমাত্রা গর্ভধারণকারী রজনের তাপীয় স্থিতিশীলতার দ্বারা সীমাবদ্ধ। গ্রাফাইট সাবস্ট্রেট নিজেই নিষ্ক্রিয় বায়ুমণ্ডলে 2,500 ডিগ্রির বেশি স্থিতিশীল, তবে রজন গর্তগুলিকে ভরাট করে এবং ফুটো শক্ততা প্রদান করে অনেক কম তাপমাত্রায় পচে যায়।
রজন প্রকার সর্বোচ্চ ক্রমাগত অপারেটিং তাপমাত্রা মন্তব্য
ফেনোলিক রজন 180-200 ডিগ্রি (সাধারণ) কিছু গ্রেড থেকে 210 ডিগ্রি সবচেয়ে সাধারণ এবং সস্তা; সীমার উপরে অবনমিত, উদ্বায়ী নির্গমন, ছিদ্র
PTFE (পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিন) 220-230 ডিগ্রি উচ্চ তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা, দুর্দান্ত রাসায়নিক প্রতিরোধের কিন্তু অনেক বেশি ব্যয়বহুল
ফুরান রজন 180-200 ডিগ্রি ফেনোলিক-এর মতো; যেখানে ফেনোলিক নির্দিষ্ট জৈব দ্রাবকের জন্য উপযুক্ত নয় সেখানে ব্যবহার করা হয়
400 ডিগ্রী পর্যন্ত কার্বনের সাথে রজন মুক্ত (শুধুমাত্র অ{1}}অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডল) অবক্ষয়ের জন্য কোনও রজন নেই, তবে এখনও ছিদ্রযুক্ত গ্রাফাইট অক্সিডেশন প্রতিরোধ করতে একটি জড় বা হ্রাসকারী বায়ুমণ্ডল প্রয়োজন
যখন তাপমাত্রা সীমা অতিক্রম করা হয় তখন ফেনোলিক রজন জ্বলতে শুরু করে, সঙ্কুচিত হয় এবং ফাটল। গ্রাফাইট আবার ছিদ্রযুক্ত হয়ে যায় এবং এর দিকে পরিচালিত করে:
এক্সচেঞ্জারের শরীরের মাধ্যমে ক্ষয়কারী তরল ফুটো।
শেল এবং টিউব পাশ মধ্যে ক্রস দূষণ.
বাহ্যিক অংশগুলির ত্বরিত মরিচা।
PTFE-অন্তর্ভুক্ত গ্রাফাইট 200 ডিগ্রির বেশি পরিষেবার জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছে। তবে খরচ বৃদ্ধি তাৎপর্যপূর্ণ হতে পারে, সাধারণত 50-100% ফেনোলিক গর্ভধারিত সমতুল্য থেকে বেশি। গর্ভধারিত গ্রাফাইট সাধারণত 230 ডিগ্রির উপরে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়, এবং অন্যান্য উপাদান যেমন সিলিকন কার্বাইড, ট্যানটালাম বা সিরামিক অবশ্যই তদন্ত করা উচিত।
চাপের সীমা: টান এবং ডিজাইনের মানগুলির দুর্বলতা
গ্রাফাইটের একটি উচ্চ সংকোচন শক্তি (50-100 MPa) কিন্তু একটি দুর্বল প্রসার্য শক্তি (10-25 MPa)। হুপ এবং অক্ষীয় প্রসার্য চাপ নলাকার শেল এবং টিউবের অভ্যন্তরীণ চাপ দ্বারা উত্পাদিত হয়। গ্রাফাইট সহজে উচ্চ উত্তেজনা নিতে পারে না এবং তাই গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারের চাপের রেটিং বিনয়ী হয়।
চাপ রেটিং - স্ট্যান্ডার্ড
ব্লক-টাইপ হিট এক্সচেঞ্জার (নলাকার বা আয়তক্ষেত্রাকার ব্লক যার মাধ্যমে চ্যানেলগুলি ড্রিল করা হয়): সাধারণ ডিজাইনগুলি শেল এবং টিউবের পাশে 6 বার (87 psi) রেট করা হয়।
শেল এবং টিউব ডিজাইন: সাধারণত টিউবের পাশে 5-6 বারে রেট করা হয়; বড় অসমর্থিত অঞ্চলের কারণে শেল সাইড উল্লেখযোগ্যভাবে কম হতে পারে।
কাস্টম রিইনফোর্সড ডিজাইন 10-12 বার পর্যন্ত চাপের জন্য উপলব্ধ, বহিরাগত ইস্পাত শেল, মোটা গ্রাফাইট বিভাগ বা প্রেস্ট্রেস ডিজাইনের মাধ্যমে। এই আইটেমগুলি তাক বন্ধ নয় এবং দক্ষ প্রকৌশল প্রয়োজন.
রেট করা চাপ অভিন্ন ধ্রুবক লোড দ্বারা নির্ধারিত হয়। ঢেউয়ের চাপ, জলের ঝাঁকুনি বা দ্রুত সাইক্লিং গতিশীল প্রসার্য চাপ প্রয়োগ করতে পারে যা স্থির অবস্থার চাপ রেটিং-এর নিচে থাকলেও হঠাৎ ভাঙতে পারে।
ডিজাইন কোডের সাথে সম্মতি
ধাতব চাপের জাহাজগুলি ASME সেকশন VIII এর অধীন, বিভাগ 1 . গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি এই কোডের অধীন নয়৷ গ্রাফাইট যন্ত্রপাতির জন্য সবচেয়ে পরিচিত ডিজাইনের মান হল জার্মান AD Merkblatt N1 (Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter)। অন্যান্য নির্মাতারা পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে অভ্যন্তরীণ মান পরীক্ষা করার উপর নির্ভর করে। ক্রেতাকে সরবরাহকারীর কাছ থেকে একটি ডিজাইন কোড ঘোষণা চাইতে হবে এবং নিশ্চিত করতে হবে যে এক্সচেঞ্জারটি স্ট্যাম্পযুক্ত বা সঠিকভাবে প্রত্যয়িত।
তাপীয় শক: একটি অপারেটিং সীমাবদ্ধতা
স্থিতিশীল অবস্থার তাপমাত্রা এবং চাপ ছাড়াও কাজ করার আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা হল তাপীয় শক। গ্রাফাইটের তাপ সম্প্রসারণের তুলনামূলকভাবে কম সহগ (প্রায় 2-6 × 10⁻⁶ / ডিগ্রী, কাচ বা সিলিকনের মতো) কিন্তু ধাতুর তুলনায় দুর্বল তাপ পরিবাহিতা এবং খুব কম প্রসার্য শক্তি। যখন একটি গ্রাফাইট তাপ এক্সচেঞ্জার দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তনের শিকার হয় (যেমন, ঠান্ডা তরল একটি গরম ইউনিটে প্রবেশ করানো হয়), অভ্যন্তরীণ ডিফারেনশিয়াল প্রসারণ চাপ তাপ এক্সচেঞ্জারে তৈরি হয় যা গ্রাফাইটের প্রসার্য শক্তির চেয়ে বেশি এবং তাই ফাটল সৃষ্টি করে।
প্রস্তাবিত তাপমাত্রা পরিবর্তনের হার
নির্মাতারা সাধারণত সাধারণ গ্রাফাইট এক্সচেঞ্জারদের জন্য প্রতি মিনিটে 5-10 ডিগ্রি গ্রহণযোগ্য তাপমাত্রা পরিবর্তনের সর্বোচ্চ হার নির্দিষ্ট করে। কিছু ভারী সেকশন ব্লক ডিজাইন শুধুমাত্র 2-3 ডিগ্রী/মিনিট সহ্য করতে পারে। একবার এই হারগুলি অতিক্রম করলে, এমনকি একবার, অপূরণীয় ক্র্যাকিং ঘটতে পারে।
উদাহরণ ব্যর্থ দৃশ্যকল্প
একটি গ্রাফাইট ব্লক এক্সচেঞ্জার 150 ডিগ্রিতে কাজ করে এবং রক্ষণাবেক্ষণের জন্য নিষ্কাশন করা সাধারণ। তারপর ব্লকটি সমানভাবে ঠাণ্ডা করা হয় এবং শেলের পাশে ঠান্ডা জল (20 ডিগ্রি) খাওয়ানো হয়। অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠগুলি দ্রুত শীতল হয়, যখন কেন্দ্র গরম থাকে। উদ্ভূত টেনসিল স্ট্রেনগুলি চ্যানেল বোর থেকে বাহ্যিক ব্লকটি ভেঙে দেয়। এক্সচেঞ্জার পরবর্তী চাপে ব্যর্থ হবে।
তাপ শক প্রতিরোধ করতে:
অন্য তাপমাত্রায় এক্সচেঞ্জারে 50 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রার পার্থক্য সহ একটি তরল ইনজেকশন করবেন না।
ধীরগতির উষ্ণ-আপ বা শীতল-কৌশল ব্যবহার করুন।
তাপমাত্রা সমান না হওয়া পর্যন্ত প্রবাহ বন্ধ করতে তাপমাত্রা ইন্টারলক বা নিয়ন্ত্রিত ভালভ।
সম্মিলিত তাপমাত্রা এবং চাপের প্রভাব
অনেক ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সর্বাধিক অনুমোদিত চাপ কমে যায়। রজন সীমার কাছাকাছি উচ্চ তাপমাত্রায় (যেমন ফেনোলিকের জন্য . 190 ডিগ্রি) রজন কিছুটা নরম হয়, গ্রাফাইটের কার্যকরী শক্তি কমিয়ে দেয়। নির্দিষ্ট derating কার্ভ প্রস্তুতকারক নির্দিষ্ট. রজন সীমার নিচে 10-15 ডিগ্রি তাপমাত্রায় কাজের চাপকে 20-30% হ্রাস করা একটি বিচক্ষণ পদ্ধতি হবে। পরিষেবার জন্য, ক্রীপ বা গ্যাসকেট শিথিলতা এড়াতে চূড়ান্ত রজনের সর্বোচ্চ চাপ আরও হ্রাস করা উচিত।
PTFE বিকল্পের তুলনা সীমাবদ্ধ করে
PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলি নিম্ন তাপমাত্রায় কাজ করে (যেমন কঠিন PTFE-এর জন্য 110 ডিগ্রির চেয়ে কম বা সমান), কিন্তু উচ্চ চাপ সহ্য করতে পারে (শক্তিবৃদ্ধি সহ ডিজাইনের জন্য 10-16 বার) এবং PTFE-এর নমনীয়তার কারণে তাপীয় শকের প্রতি কার্যত সংবেদনশীল নয়। অভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারের সীমাগুলি এইভাবে আরও সীমাবদ্ধ (তাপমাত্রা: 200-230 ডিগ্রি , চাপ: 6 বার) এবং কার্যকরীভাবে আরও কঠিন। গ্রাফাইট একটি ভাল পছন্দ যেখানে প্রক্রিয়াটি 110 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রায় কিন্তু 200 ডিগ্রির নিচে এবং 6 বারের মধ্যে চাপে করা হয়। 200 ডিগ্রীর উপরে বা 6 বারের উপরে অন্যান্য উপকরণ অবশ্যই মূল্যায়ন করতে হবে।
অতিরিক্ত চাপ সুরক্ষা এবং পরিদর্শন
অতিরিক্ত চাপ সুরক্ষা প্রয়োজনীয়, কারণ গ্রাফাইট প্লাস্টিকের বিকৃতি ছাড়াই ব্যর্থ হয়। চাপ কোনো পরিমাণ দ্বারা এক্সচেঞ্জার রেটিং অতিক্রম করা উচিত নয়, এবং ত্রাণ ভালভ মাপ এবং এটি নিশ্চিত করতে নিয়ন্ত্রিত করা উচিত. নিয়মিত পরিদর্শন অন্তর্ভুক্ত করা উচিত
হাইড্রোস্ট্যাটিক পরীক্ষা (তাপীয় চাপ প্রতিরোধ করুন, একই-তাপমাত্রার জল ব্যবহার করুন)।
ব্লক ফেস এবং টিউব শীটগুলির ডাই পেনিট্রেন্ট পরিদর্শন।
চাপ কমানোর প্রবণতা দেখুন। একটি আকস্মিক স্পাইক ফ্র্যাকচার বা ফাউলিং নির্দেশ করতে পারে।
একটি ব্যাপক ভুল ধারণা হল যে একটি 6 বার রেট এক্সচেঞ্জার মাঝে মাঝে 7 বার স্পাইক পরিচালনা করতে পারে। গ্রাফাইট ফল দেয় না, 7 বার মাইক্রোক্র্যাক গঠনের দিকে নিয়ে যেতে পারে যা ক্রমাগত চক্র জুড়ে প্রচার করবে যা দিন বা সপ্তাহ পরে বিপর্যয়কর ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে। রেট করা পরিস্থিতির বাইরে কাজ করবেন না।
এক্সিকিউটিভের সারাংশ
দীর্ঘমেয়াদে নিরাপদে কাজ করার জন্য, দুর্ভেদ্য গ্রাফাইটের তাপমাত্রা, চাপ এবং তাপীয় শক সীমাকে অবশ্যই সম্মান করতে হবে। অভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারের পরামিতিগুলি, সাধারণত ফেনোলিক-রজন ইউনিটের জন্য 180-200 ডিগ্রি এবং 6 বার স্ট্যান্ডার্ড চাপ, নির্বিচারে নয়। তারা অবিলম্বে রেজিনের তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং গ্রাফাইটের উত্তেজনার অন্তর্নিহিত দুর্বলতা থেকে উদ্ভূত হয়। তাপীয় শক সংবেদনশীলতা হল আরেকটি কর্মক্ষম সীমাবদ্ধতা যা ধাতু বা পিটিএফই এর সাথে একটি ফ্যাক্টর নয়। PTFE (নিম্ন তাপমাত্রা, উচ্চ চাপ সহনশীলতা) বা সিলিকন কার্বাইড (উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ, কিন্তু বেশি খরচ) এর মতো আরও ক্ষমাশীল উপকরণের বিপরীতে গ্রাফাইট ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে এই বিধিনিষেধগুলি সত্যিই নিয়ন্ত্রণ করে। ট্রানজিয়েন্টদের জন্য কিছু অতিরিক্ত নিরাপত্তা মার্জিন সহ প্রক্রিয়া পরিস্থিতির সাথে এক্সচেঞ্জারের প্রত্যয়িত সীমার সাথে মিলিয়ে সঠিক নির্বাচন করা হয়। যখন এই সীমানাগুলি অনুসরণ করা হয়, তখন দুর্ভেদ্য গ্রাফাইট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি কয়েক দশকের নির্ভরযোগ্য ক্ষয়{10}প্রতিরোধী পরিষেবা প্রদান করে৷
