Hoe bepaal ik de haalbare minimale buigradius voor een PFA-verwarmer die in een gebogen mangat wordt geïnstalleerd?

De mangatpoorten van tanks zijn over het algemeen gebogen of hebben een beperkte speling, zodat PFA-verwarmers rond obstakels moeten buigen. De minimaal haalbare buigradius van een PFA-verwarmer wordt bepaald door drie factoren: buisdiameter, wanddikte en toelaatbare spanning zonder te breken. De minimaal voorgestelde buigradius (tot de hartlijn van de buis) voor een conventionele PFA-verwarmer met een buitendiameter van 25 mm en een wand van 2,0 mm is 200 mm (8× buitendiameter). Voor een dunnere wand (1,5 mm) kan de straal worden verlaagd tot 150 mm (6 x buitendiameter). Voor grotere diameters (32 mm buitendiameter) neemt de minimale straal toe tot 250-300 mm (8-9× buitendiameter). Als deze stralen strakker worden gebogen, zal de buitenstraal te veel worden belast, wat kan leiden tot onomkeerbare vervorming, dunner worden van de wand en spanningsscheuren tijdens warmtecycli. PFA-verwarmers mogen in het veld niet worden gebogen. Er moeten voorgebogen verwarmers van de fabrikant met geregelde verwarming en doornbuigen worden gebruikt.

Berekening van de buigradius en reklimiet
De buitenradius wordt onder spanning gezet als een buis buigt. De trekspanning ε op de buitenste vezel is ε=(r_buitenste - r_middellijn) / r_middellijn=(D/2) / R, waarbij D de buitendiameter van de buis is en R de buigradius tot de middellijn. De maximaal toelaatbare trekrek zonder blijvende schade (vloeigrens) voor PFA bedraagt ​​ongeveer 5-8% bij kamertemperatuur. Als we ε_max=0.05, R_min=(D/2)/0.05=10 x (D/2) nemen? wacht, voer de wiskunde opnieuw uit:=(D/2) / R Voor ε=0.05, R=(D/2)/0.05=D/0.1=10D. Dus R_min=250 mm voor D=25 mm. Fabrikanten kunnen strakkere bochten produceren, 6× OD, door de PFA tijdens het buigen te verwarmen. Als we de vloeigrens verhogen tot 15 - 20 % bij 150 C, dan is R=(D/2) / 0.15=D/0.3=3.3D. Praktisch minimum. Voorzichtig verwarmen 4-5 keer OD.

Bij een verwarming met een interne metalen kern buigt de kern ook. De minimale buigradius voor de metalen kern (Incoloy of titanium) is 3-4× OD voor een enkele buiging en 5-6× OD voor herhaalde buiging. Vaak wordt de limiet bepaald door de kern, omdat het metaal uithardt en kan breken als het te sterk wordt gebogen. Voor een verwarmer met een buitendiameter van 25 mm en een wand van 2 mm is de buitendiameter van de metalen kern ongeveer 21 mm. Minimale buigradius (volgens gegevens van de fabrikant) 80–100 mm (4–5× kernbuitendiameter). Dit komt overeen met een buigradius van de PFA-mantel van 100–125 mm.

Minimale buigradius per verwarmingsgrootte en wanddikte
Buitendiameter buis (mm) Wanddikte (mm) Buitendiameter kern (mm) Minimale buigradius (mm) - Alleen PFA (verwarmd) Minimale buigradius (mm) – met metalen kern Aanbevolen minimum voor installatie ter plaatse (koud) Vermenigvuldiger (OD)
12 1.0 10 40 50 60 5× 12 1.5 9 45 55 70 6× 16 1.5 13 60 70 90 5.5× 20 1.5 17 75 90 120 6× 20 2.0 16 80 100 130 6.5× 25 1.5 22 100 120 150 6× 25 2.0 21 110 130 175 7× 25 2.5 20 120 140 200 8× 32 2.0 28 150 180 250 8× 32 2.5 27 170 200 280 9× 38 2.5 33 200 250 350 9× Bepalen van de haalbaarheid van een gebogen mangatpoort
Om te bepalen of een PFA-verwarmer door een gebogen mangatpoort kan gaan:

Meet de poortgeometrie: minimale vrije ruimte (W), vereiste buighoek (θ, graden) en rechte kabellengte beschikbaar voor en na de bocht.

Vereiste buigradius R_req=L / theta (in radiaal) waarbij L de lengte is van het gebogen gedeelte van de poort (booglengte). R_req=500 / (π/2)=500 / 1.57=318 mm Bocht van 90 graden met een booglengte van 500 mm.

Compare R_req with the minimum bend radius of the heater from the above table. If R_req >= R_min, dan kan de verwarming voor-voorgebogen worden tot die straal en geïnstalleerd worden. R_req < R_min betekent dat de bocht te krap is.

Voor een verwarmer met een buitendiameter van 25 mm en een wanddikte van 2,0 mm is R min=175 mm koud en 130 mm fabrieks-gebogen vereist. Een mangatpoort die R req=200 mm vereist is denkbaar. Degene met R req =120 mm kan niet koud gebogen worden. Een voor-gebogen verwarmer die in de fabriek is gemaakt, kan mogelijk 130 mm halen, maar 120 mm is nog steeds onder de limiet. Opties: Gebruik een verwarmer met een kleinere diameter (20 mm buitendiameter, R_min=130 mm koud) of gebruik meerdere korte rechte verwarmers in plaats van één lang gebogen verwarmer.

Installatietips voor gebogen mangatpoorten
Als de berekende buigradius haalbaar is, bestel dan de voor-voorgebogen verwarming bij de fabrikant. Het fabrieksbuigen wordt uitgevoerd met verwarmde doornen, gecontroleerde koeling en kwaliteitscontrole (meten van de wanddikte bij de bocht). Buigen in het veld, zelfs met heteluchtpistolen, resulteert vaak in wandverzwakking, restspanning en ongelijkmatige bochten. Betrouwbaarheid rechtvaardigt de prijs van een voor-voorgebogen verwarming (premie 20-40%).

Als de kachel voor-gebogen is, ondersteun hem dan op verschillende plaatsen langs de bocht om doorzakken te voorkomen. Het buiggebied is minder stijf en kan onder zijn eigen gewicht gaan hangen, waardoor er spanning ontstaat nabij de top van de bocht. PTFE- of PFA-zadels voor intervallen van 200-300 mm. Niet op de bocht zelf klemmen, alleen op rechte stukken.

Voor nauwe mangatpoorten waar geen commerciële verwarmer in past, kunt u een flexibele PFA-verwarmer proberen (zie artikel #69 over draagbare stokken). Voor buigradiussen van 50–80 mm zijn flexibele verwarmers dunner (1,0–1,2 mm) en kleiner in diameter (12–16 mm). Ze hebben echter een lager vermogen (meestal<2 kW) and shorter longevity in hostile chemicals.

Conclusie: 6-8× OD is een redelijk minimum voor de meeste verwarmingstoestellen
Voor koude installatie van een PFA-verwarmer geïnstalleerd in een gebogen mangatpoort, is de praktische minimale buigradius 6–8× de buitendiameter van de buis. Voor in de fabriek voor-gebogen verwarmingselementen is de praktische minimale buigradius 4–6× OD. Voor een conventionele verwarmer met een buitendiameter van 25 mm en een wand van 2,0 mm is de minimale straal 150-175 mm (koud) of 130-150 mm (fabrieksgebogen). Strakkere bochten tijdens hittecycli kunnen wandverzwakking, overbelasting en spanningsscheuren veroorzaken. Ingenieurs moeten de kromming van de mangatpoort meten, de vereiste buigradius bepalen, deze vergelijken met de limieten van de verwarmer en indien nodig voorgebogen verwarmers bestellen. Als de benodigde straal kleiner is dan het minimum, pas dan de installatieaanpak aan voor meerdere rechte verwarmingselementen, verwarmingselementen met een kleinere diameter of een flexibele draagbare staaf. Een verwarming voorbij zijn limiet buigen is geen ontwerpoptie, het is een mislukking die nog moet gebeuren. Respecteer de straal. Respecteer de inhoud.