একটি রাসায়নিক প্ল্যান্ট একটি 6 কিলোওয়াট PTFE নিমজ্জন হিটার হারিয়েছে যখন একটি পুনঃপ্রবর্তন পাম্প ইমপেলার ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং প্রবাহ প্রায় 60% কমে যায়। বাল্ক তরল তাপমাত্রা সেটপয়েন্টের 3 ডিগ্রির মধ্যে ছিল। নিয়ন্ত্রক দেখল কোন সমস্যা নেই। কিন্তু হিটার পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সেই বিন্দু অতিক্রম করেছে যেখানে পৃষ্ঠের তরল বাষ্পীভূত হতে শুরু করেছে। একটি বাষ্প কম্বল গঠিত হয়, তাপ স্থানান্তর ধসে পড়ে এবং কয়েক ঘন্টার মধ্যে PTFE ফোস্কা পড়ে এবং ফাটল।
একটি PTFE নিমজ্জন হিটারের জন্য বাষ্প ব্লাঙ্কেটিং হল সবচেয়ে আকস্মিক ব্যর্থতার মোড। পারমিয়েশন বা ক্লান্তির বিপরীতে, যা কয়েক মাস ধরে বিকাশ লাভ করে, কম্বল একটি একক শিফটে একটি হিটারকে ধ্বংস করতে পারে। ট্রিগারটি প্রায় সবসময় হিটারের পৃষ্ঠে প্রবাহের বেগ কমে যায়-যে শর্তটি নির্ধারণ করে যে তাপ হিটারটিকে তরল স্ফুটনাঙ্কের নীচে থাকার জন্য যথেষ্ট দ্রুত ছেড়ে দিতে পারে কিনা।
কেন বাষ্প কম্বল বাল্ক ফুটন্ত আগে ঘটে
যখন পুরো তরলটি তার স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছে তখন বাল্ক ফুটন্ত হয়। বাষ্প কম্বল হিটার পৃষ্ঠে ঘটে যখন বাল্ক তরল ফুটন্তের নীচে থাকে। প্রক্রিয়াটি সোজা: হিটারের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সর্বদা বাল্ক তরল তাপমাত্রার চেয়ে বেশি। পার্থক্যটি যথেষ্ট বড় হলে, হিটারের সংস্পর্শে থাকা তরলটি তার স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছায় যদিও আশেপাশের তরলটি তা না করে।
80 ডিগ্রিতে জলের জন্য, বায়ুমণ্ডলীয় চাপে স্ফুটনাঙ্ক হল 100 ডিগ্রি। বাল্কের উপরে 25 ডিগ্রী চালিত একটি হিটার স্থানীয় স্ফুটনাঙ্কের উপরে 105 ডিগ্রী -এ বসে। হিটার পৃষ্ঠে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি হয়। প্রবাহ পর্যাপ্ত হলে, বুদবুদগুলি শীতল বাল্ক তরলে বিচ্ছিন্ন হয়ে পড়ে এবং ভেঙে পড়ে। প্রবাহ দুর্বল হলে, বুদবুদগুলি একটি বাষ্পের কম্বলে একত্রিত হয় যা হিটারকে অন্তরক করে।
একবার কম্বল তৈরি হলে, তাপ স্থানান্তর ধসে পড়ে। হিটার পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায়ই সেকেন্ডের মধ্যে PTFE অবক্ষয় পরিসরে বৃদ্ধি পায়। পলিমার নরম হয়ে যায়, ফোসকা পড়ে এবং ফাটল ধরে। ব্যর্থতা অপরিবর্তনীয়।
| হিটারে প্রবাহের বেগ | হিটার ΔT 1.2 W/cm² এ | 80 ডিগ্রী বাল্ক এ হিটার টেম্প | বাষ্প কম্বল ঝুঁকি | ন্যূনতম নিরাপদ বেগ |
|---|---|---|---|---|
| >0.5 m/s | 6-10 ডিগ্রী | 86–৯০ ডিগ্রি | কোনোটিই নয় | - |
| 0.3–0.5 m/s | 10-15 ডিগ্রী | 90-95 ডিগ্রী | কম | পর্যাপ্ত |
| 0.15–0.3 m/s | 15-22 ডিগ্রী | 95-102 ডিগ্রী | পরিমিত | প্রান্তিক |
| 0.05–0.15 m/s | 22-35 ডিগ্রী | 102-115 ডিগ্রী | উচ্চ | সর্বনিম্ন নীচে |
| <0.05 m/s | 35-50 ডিগ্রী | 115-130 ডিগ্রী | অনেক উঁচুতে | অনিরাপদ |
80 ডিগ্রীতে জলীয় স্নানে PTFE নিমজ্জন হিটারের জন্য প্রবাহ বেগ এবং বাষ্প ব্লাঙ্কেটিং ঝুঁকি
ন্যূনতম বেগ থ্রেশহোল্ড
বাষ্প কম্বল প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম প্রবাহ বেগ তরল, ওয়াট ঘনত্ব এবং বাল্ক তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। 60-80 ডিগ্রি এবং 1.0-1.5 ওয়াট/সেমি² এর ওয়াট ঘনত্বের জল ভিত্তিক স্নানের জন্য-বাষ্পের বুদবুদগুলি একত্রিত হওয়ার আগে কমপক্ষে 0.15 মি/সেকেন্ডের একটি হিটার পৃষ্ঠের বেগ সাধারণত যথেষ্ট।
0.15 m/s এর নিচে, মার্জিন দ্রুত সঙ্কুচিত হয়। 0.1 মি/সেকেন্ডে, হিটারের-থেকে-বাল্ক গ্যাপ 25 ডিগ্রি ছাড়িয়ে যেতে পারে, যা স্নানের স্থানীয় স্ফুটনাঙ্কের উপরে হিটারের পৃষ্ঠের তাপমাত্রাকে 70 ডিগ্রির উপরে ঠেলে দেয়। 0.05 মি/সেকেন্ডে-কার্যকরভাবে স্থির-ব্যবধান 40 ডিগ্রি ছাড়িয়ে যেতে পারে, এবং 60 ডিগ্রির উপরে স্নানে বাষ্পের কম্বল শুরু হয়।
সান্দ্র তরলের জন্য, ন্যূনতম বেগ বেশি। পানির তিনগুণ সান্দ্রতা সহ একটি তরল একই সীমানা স্তর পুরুত্ব অর্জন করতে প্রায় 1.5 গুণ বেগের প্রয়োজন হয়। 55 ডিগ্রীতে নিকেল সালফামেটের জন্য, 1.2 W/cm² এ নিরাপদ অপারেশনের জন্য সর্বনিম্ন বেগ প্রায় 0.25 m/s।
| তরল প্রকার | অপারেটিং টেম্পে সান্দ্রতা | ন্যূনতম বেগ 1.0 W/cm² এ | ন্যূনতম বেগ 1.5 ওয়াট/সেমি² |
|---|---|---|---|
| জল | 0.5 mPa·s | 0.10 m/s | 0.15 m/s |
| পাতলা অ্যাসিড | 0.7 mPa·s | 0.12 m/s | 0.18 m/s |
| ওয়াট নিকেল | 2.0 mPa·s | 0.18 m/s | 0.28 m/s |
| নিকেল সালফামেট | 3.5 mPa·s | 0.22 m/s | 0.35 m/s |
| ইলেক্ট্রোলেস নিকেল | 4.5 mPa·s | 0.25 m/s | 0.40 m/s |
PTFE নিমজ্জন হিটার ইনস্টলেশনে বাষ্প ব্লঙ্কেটিং প্রতিরোধের জন্য ন্যূনতম প্রবাহ বেগ
কেন ট্যাঙ্ক-স্তরের প্রবাহ পরিমাপ বিভ্রান্ত হয়
হিটার পৃষ্ঠে প্রবাহের বেগ প্রায় সবসময় ট্যাঙ্কের গড় বেগের চেয়ে কম থাকে। স্পার্জ পাইপ এবং এডক্টরগুলি ওয়ার্কপিসের চারপাশে তরল সরানোর জন্য অবস্থান করে, হিটারের চারপাশে নয়। হিটারটি প্রায়শই একটি কোণে, একটি র্যাক গাইডের পিছনে বা খাঁড়িটির বিপরীতে একটি দেয়ালে বসে যেখানে স্থানীয় বেগ বাল্ক গড়ের একটি ভগ্নাংশ।
প্লেটিং ট্যাঙ্কের ক্ষেত্রের পরিমাপ ধারাবাহিকভাবে ট্যাঙ্কের গড় থেকে 30-70% কম হিটার{0}}স্তরের বেগ দেখায়। মৃত অঞ্চলে, হ্রাস 80-90% হতে পারে। 0.3 m/s নামমাত্র বেগ সহ একটি ট্যাঙ্কের হিটার পৃষ্ঠে শুধুমাত্র 0.05-0.1 m/s থাকতে পারে।
এই কারণেই নিরাপদ হিটার অপারেশন যাচাই করতে ট্যাঙ্কের-স্তরের প্রবাহ পরিমাপ ব্যবহার করা যায় না। পরিমাপটি অবশ্যই হিটারের অবস্থানে নিতে হবে, অথবা হিটারটিকে পর্যাপ্ত মার্জিন সহ একটি পরিচিত উচ্চ-প্রবাহ অঞ্চলে অবস্থান করতে হবে।
নিরাপদ বেগ বজায় রাখার জন্য ব্যবহারিক ব্যবস্থা
হিটারটিকে মূল প্রবাহের পথে রাখুন। সর্বোচ্চ বেগ এবং সর্বাধিক অভিন্ন প্রবাহ ট্যাঙ্কের কেন্দ্রে বা সরাসরি প্রচলন খাঁড়ির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ হয়। কোণ এড়িয়ে চলুন, baffles পিছনে, এবং overflow weir কাছাকাছি.
হিটারে নির্দেশিত একটি ডেডিকেটেড এডেক্টর বা স্পারজ পাইপ ব্যবহার করুন। একটি ছোট শিক্ষিকা অগ্রভাগ হিটার থেকে 150-250 মিমি দূরে অবস্থান করে এবং হিটার পৃষ্ঠ বরাবর লক্ষ্য করে স্থানীয় বেগ 0.3-0.5 মি/সেকেন্ডে উন্নীত করে। হিটারে নিরাপদ বেগ বজায় রাখার জন্য এটি সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য পদ্ধতি।
সঞ্চালনের ক্ষতি সনাক্ত করতে একটি ফ্লো সুইচ বা চাপ ডিফারেনশিয়াল সেন্সর ইনস্টল করুন। পাম্প ডিসচার্জ লাইনে একটি ফ্লো সুইচ হিটারের পাওয়ার কেটে দেয় যদি প্রবাহ নিরাপদ থ্রেশহোল্ডের নীচে নেমে যায়। সুইচটি প্রধান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা থেকে স্বাধীন হওয়া উচিত এবং ম্যানুয়াল রিসেট প্রয়োজন।
কম-প্রবাহ অঞ্চলে ওয়াটের ঘনত্ব হ্রাস করুন। যদি হিটারটি এমন একটি স্থানে কাজ করতে হয় যেখানে প্রবাহ 0.15 মি/সেকেন্ডের উপরে বজায় রাখা যায় না, তবে হিটারের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা স্থানীয় স্ফুটনাঙ্কের নীচে রাখার জন্য ওয়াটের ঘনত্ব কমাতে হবে। স্থবির অঞ্চলে, নিরাপদ ওয়াটের ঘনত্ব হল 0.6-0.8 W/cm²।
যখন স্ট্যান্ডার্ড হিটার নিরাপদ বেগ বজায় রাখতে পারে না
জটিল অভ্যন্তরীণ ফিক্সচারিং এবং সীমিত সঞ্চালন সহ ট্যাঙ্কগুলি প্রায়শই প্রবাহের বেগ সরবরাহ করতে পারে না যা নিরাপদ হিটার অপারেশনের দাবি করে। একটি হিটার যেটি প্রধান ট্যাঙ্কের ভলিউমে ভালভাবে কাজ করে তা একটি কোণে বা একটি ফিক্সচারের পিছনে প্রবাহের জন্য ক্ষুধার্ত হতে পারে।
একটি কাস্টম PTFE নিমজ্জন হিটার কনফিগারেশন একটি ফ্লো-অপ্টিমাইজ করা অবস্থান, একটি নিবেদিত প্রশিক্ষক, এবং কম ওয়াটের ঘনত্ব প্রবাহের অনাহারের মূল কারণকে সমাধান করে৷ স্পেসিফিকেশন প্রক্রিয়ার জন্য ট্যাঙ্কের মাত্রা, প্রচলন বিন্যাস, হিটারের অবস্থান, স্নানের রসায়ন এবং প্রয়োজনীয় ওয়াটেজ প্রয়োজন। একাধিক ট্যাঙ্ক সহ সুবিধাগুলির জন্য, এই অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট পদ্ধতিটি বাষ্প ব্লঙ্কেটিং ঝুঁকি হ্রাস করে এবং হিটারের পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে।
