ব্যাচ কস্টিক গরম করার তাপীয় শক চ্যালেঞ্জ
ব্যাচ কস্টিক সোডা ট্যাঙ্কগুলি 15 ডিগ্রি (তাজা চার্জ) থেকে 80 ডিগ্রি (প্রসেস তাপমাত্রা) এবং ড্রেন এবং রিফিল করার সময় ফিরে আসে। গরম অপারেশনের পরে যখন হিটারগুলি ঠান্ডা কস্টিকের সংস্পর্শে আসে, তখন তাপীয় শক স্ট্রেস তৈরি হয়। PFA প্রাচীর বেধ এই দ্রুত তাপমাত্রা পরিবর্তন থেকে ক্র্যাকিং প্রতিরোধের নির্ধারণ করে। 18টি কস্টিক প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে 1.5 মিমি পিএফএ দেয়াল ফাটল হওয়ার আগে 800-1200 চক্র বেঁচে থাকে। 2.5 মিমি দেয়াল 1800-2500 চক্র টিকে থাকে এবং 3.0 মিমি দেয়াল 3000 চক্র অতিক্রম করে।
থার্মাল শক মেকানিজম এবং স্ট্রেস ক্যালকুলেশন
যখন একটি গরম পিএফএ হিটার (80 ডিগ্রী) হঠাৎ ঠান্ডা কস্টিক (15 ডিগ্রী) এ নিমজ্জিত হয়, তখন পৃষ্ঠটি দ্রুত সংকুচিত হয় যখন অভ্যন্তরটি প্রসারিত থাকে। এটি পৃষ্ঠের উপর প্রসার্য চাপ সৃষ্টি করে, σ=E × × ΔT / (1-ν) হিসাবে গণনা করা হয়, যেখানে E হল মডুলাস (80 ডিগ্রিতে 480 MPa), সম্প্রসারণ সহগ (120 পিপিএম/ডিগ্রী), ΔT হল 65 ডিগ্রি , এবং ν হল পয়সনের অনুপাত (. 04)। তাত্ত্বিক চাপ হল 480 × 120e-6 × 65 / 0.54=6.9 MPa। PFA প্রসার্য শক্তি 25-28 MPa, তাই একক শক ব্যর্থতার কারণ হয় না। যাইহোক, বারবার সাইকেল চালানোর ফলে ক্লান্তি ফাটল শুরু এবং বংশবিস্তার ঘটে।
সাইকেল লাইফ বনাম ওয়াল থিকনেস
50% NaOH-এ সম্পূর্ণ 80 ডিগ্রী থেকে 15 ডিগ্রী প্রশমিত করার সাথে ত্বরান্বিত পরীক্ষা, চক্রের মধ্যে বায়ু এক্সপোজার সহ (কোনও জোরপূর্বক শীতলকরণ নয়):
| দেয়ালের বেধ (মিমি) | সারফেসে তাপীয় চাপ (MPa) | প্রথম দৃশ্যমান ফাটল থেকে চক্র | সাইকেল টু থ্রু-ওয়াল ক্র্যাক | ব্যর্থতা মোড |
|---|---|---|---|---|
| 1.5 মিমি | 6.9 | 800 | 1,200 | সারফেস ক্রেজিং → প্রচার |
| 2.0 মিমি | 6.9 | 1,100 | 1,800 | থ্রেড এ ক্র্যাক দীক্ষা |
| 2.5 মিমি | 6.9 | 1,500 | 2,500 | ক্র্যাক বংশবিস্তার ধীর |
| 3.0 মিমি | 6.9 | 2,000 | 3,500+ | পৃষ্ঠে সীমাবদ্ধ |
ক্র্যাক ইনিশিয়েশন সাইট এবং ওয়াল থিকনেস
চাপের ঘনত্বের বিন্দুতে ফাটল শুরু হয়: ছাঁচের রেখা, পৃষ্ঠের ত্রুটি বা ফিটিং স্থানান্তর। মোটা দেয়াল আরও উপাদানের উপর চাপ বিতরণ করে, ফাটলের টিপসে চাপের তীব্রতার ফ্যাক্টরকে হ্রাস করে। 50µm একটি প্রদত্ত ত্রুটি আকারের জন্য:
1.5 মিমি প্রাচীরে, ফাটল অবশিষ্ট উপাদানের 1.45 মিমি মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়ে
3.0 মিমি প্রাচীরে, ফাটল অবশ্যই 2.95 মিমি মাধ্যমে প্রচারিত হবে, 3 গুণ বেশি চক্র গ্রহণ করবে
অতিরিক্তভাবে, মোটা দেয়ালে কম নিভে-তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট রয়েছে কারণ তাপীয় বিচ্ছুরণ সময় স্কেল পুরুত্ব বর্গক্ষেত্রের সাথে।
তীব্রতা এবং চক্র হার নিভিয়ে
65 ডিগ্রী তাপমাত্রা পার্থক্য সাধারণ ব্যাচ সাইক্লিং প্রতিনিধিত্ব করে। আরও তীব্র নিঃশব্দ (যেমন, 80 ডিগ্রি থেকে 5 ডিগ্রি, 75 ডিগ্রি ΔT) চাপ 15% বৃদ্ধি করে এবং সমস্ত পুরুত্বের জন্য চক্রের জীবন 50% হ্রাস করে। ধীরগতিতে নিভে যায় (60 সেকেন্ড বনাম. 5 সেকেন্ডের বেশি ঠান্ডা কস্টিকের পাম্প) কিছু প্রি-ঠান্ডা করার অনুমতি দিয়ে কার্যকর ΔT কমায়। সাইকেলের হারও গুরুত্বপূর্ণ: প্রতিদিন 10টি চক্র (দ্রুত সাইক্লিং) ইভেন্টগুলির মধ্যে চাপ শিথিল করার জন্য কম সময়ের কারণে প্রতিদিন 1 চক্রের চেয়ে বেশি ক্লান্তি সৃষ্টি করে।
ফিটিং এবং সমাপ্তি প্রভাব
সমাপ্তির এলাকা যেখানে PFA বৈদ্যুতিক সংযোগ পূরণ করে জ্যামিতিক চাপ ঘনত্বের কারণে একটি সাধারণ ফাটল সূচনা সাইট। সমাপ্তিতে দেয়ালের বেধ প্রায়ই কম্প্রেশন ফিটিং দ্বারা হ্রাস করা হয়। উচ্চ-সাইকেল অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য, বৈদ্যুতিক আবাসনে সম্পূর্ণ প্রাচীর পুরুত্ব বজায় রেখে, অবিচ্ছেদ্য স্ট্রেন রিলিফ সহ মোল্ড করা সমাপ্তিগুলি নির্দিষ্ট করুন৷ সরাসরি PFA-তে যান্ত্রিক কম্প্রেশন ফিটিং এড়িয়ে চলুন, যা খাঁজ তৈরি করে। 1.5 মিমি দেয়ালের জন্য, 80% তাপীয় শক ব্যর্থতা সমাপ্তির সময় ঘটে; 3.0 মিমি দেয়ালের জন্য, মাত্র 30%।
সাইকেল প্রয়োজনীয়তা দ্বারা প্রাচীর বেধ নির্বাচন
| হিটার লাইফের উপর প্রত্যাশিত চক্র | প্রস্তাবিত প্রাচীর বেধ | পিএফএ গ্রেড | সমাপ্তির ধরন |
|---|---|---|---|
| < 500 | 1.5 মিমি | স্ট্যান্ডার্ড | যে কোন |
| 500-1000 | 1.8 মিমি | স্ট্যান্ডার্ড | ঢালাই |
| 1000-1500 | 2.0 মিমি | উচ্চ আণবিক ওজন | স্ট্রেন ত্রাণ সঙ্গে ঢালাই |
| 1500-2000 | 2.5 মিমি | উচ্চ আণবিক ওজন | স্ট্রেন ত্রাণ সঙ্গে ঢালাই |
| 2000-3000 | 3.0 মিমি | উচ্চ আণবিক ওজন + annealed | ইন্টিগ্রাল ঢালাই |
| > 3000 | 3.5 মিমি | প্রভাব-পরিবর্তিত | ইন্টিগ্রাল ঢালাই |
ব্যাচ কস্টিক উনান জন্য স্পেসিফিকেশন নির্দেশিকা
For batch caustic soda tanks cycling from 15°C to 80°C, specify PFA heater wall thickness based on expected cycles: 2.0mm for up to 1500 cycles, 2.5mm for 1500-2500 cycles, 3.0mm for >2500 চক্র (সাধারণত 5-বছরের অপারেশন প্রতি দিন 1 চক্রে=1825 চক্র)। তাপীয় শক পরীক্ষার সরবরাহকারীর শংসাপত্রের প্রয়োজন: 50% NaOH-এ 80 ডিগ্রি থেকে 15 ডিগ্রি পর্যন্ত 1000 চক্র 20x বিবর্ধনে কোনও ফাটল দেখা যায় না। হাই সাইকেল অ্যাপ্লিকেশানের জন্য, অ্যানিলড পিএফএ (স্ট্রেস-রিলিভড) এবং ইন্টিগ্রাল স্ট্রেন রিলিফ সহ মোল্ডেড টার্মিনেশন নির্দিষ্ট করুন। উদ্ধৃতি অনুরোধ করার সময়, প্রত্যাশিত চক্র ফ্রিকোয়েন্সি এবং কস্টিক ঘনত্ব প্রদান করুন। 3.0 মিমি বনাম . 1.5মিমি দেয়ালের জন্য প্রিমিয়াম (30-40%) তাপ সাইক্লিং পরিষেবায় 3x দীর্ঘ জীবন দ্বারা ন্যায়সঙ্গত, হিটার প্রতিস্থাপনের জন্য অপরিকল্পিত ডাউনটাইম হ্রাস করে৷ বিরল সাইক্লিং সহ অবিচ্ছিন্ন 24/7 অপারেশনের জন্য, 1.5 মিমি দেয়াল পর্যাপ্ত।
