Et anodiseringsanlæg trak en stor PTFE el-patron fra en 1.200 mm dyb svovlsyretank efter elleve måneders drift. Varmelegemet havde været lige, da det blev installeret. Den var nu bøjet mod tankvæggen med næsten 14 mm i midten. Monteringsboltene var stadig stramme, og varmeren var ikke revnet, men stævnen havde åbnet et mellemrum mellem varmeren og væggen, hvilket skabte en stillestående zone, hvor væsken blev overophedet og PTFE nedbrudt.
Bovdeformation er en strukturel fejltilstand, der er almindelig i dybe tanke, hvor varmeren er lang og slank. Varmeren er foroven fastspændt af monteringsflangen og forneden af en føring eller beslag. Når varmeren opvarmes, udvider den sig. Begrænsningerne forhindrer ensartet udvidelse, og varmelegemet bøjer sig for at aflaste stress.
Hvorfor Deep Tanks fremmer bukning
I en dyb tank er varmeren lang. En 1.200 mm dyb tank kan kræve en varmelegeme, der er 1.000 mm lang. Forholdet mellem længde-til-diameter er højt, hvilket gør varmeren fleksibel. En lang, slank varmeovn bukker lettere end en kort, tyk.
Temperaturfordelingen i en dyb tank er ikke ensartet. Den nederste del af varmelegemet er nedsænket i køligere, tættere væske. Den øverste del er i varmere, mindre tæt væske. Temperaturforskellen mellem toppen og bunden af varmelegemet skaber differensudvidelse. Den varmere top udvider sig mere end den køligere bund. Varmelegemet bøjer mod den køligere side.
| Tank dybde | Varmelegeme Længde | Længde-til-Diameterforhold | Bøjningsrisiko | Typisk bue efter 12 måneder |
|---|---|---|---|---|
| 600 mm | 400 mm | 12:1 | Lav | <3 mm |
| 800 mm | 600 mm | 19:1 | Moderat | 3-8 mm |
| 1.000 mm | 800 mm | 25:1 | Høj | 8-14 mm |
| 1.200 mm | 1.000 mm | 31:1 | Meget høj | 12–20 mm |
| 1.500 mm | 1.300 mm | 41:1 | Alvorlig | >20 mm |
Opvarmningslængde-til-diameterforhold og bøjningsrisiko i dybe tanke
Hvordan buen påvirker varmeapparatets ydeevne
En buet varmelegeme skaber et mellemrum mellem varmelegemet og tankvæggen. Mellemrummet er bredest i midten af buen. Væsken i mellemrummet er stillestående-det kan ikke cirkulere frit. Varmelegemets overflade, der vender mod mellemrummet, bliver varmere, fordi varmen ikke kan slippe ud i bulkvæsken.
Den højere overfladetemperatur accelererer PTFE-nedbrydning, kalkaflejring og permeation. Det buede område bliver den første del af varmeren, der svigter.
Stævnen ændrer også flowmønsteret på processiden af varmeren. Varmelegemets overflade er ikke længere parallel med væggen, og strømningsfordelingen bliver ujævn. De områder, hvor mellemrummet er smalt, har højere hastighed; de områder, hvor mellemrummet er bredt, har lavere hastighed. Det ujævne flow skaber temperaturu-ensartethed i tanken.
Forebyggelse af buedeformation
Den mest effektive forebyggelse er at øge varmelegemets stivhed. En tykkere kappe modstår bedre at bukke end en tynd. Forøgelse af kappens vægtykkelse fra 2,0 mm til 2,5 mm reducerer buen med 30–40 %.
Tilføjelse af indvendige afstivningsribber eller et centralt støtterør øger stivheden uden at tilføje væsentlig vægt. Ribberne kan svejses eller limes til det indvendige element og kan orienteres langs varmelegemets længde.
Et fleksibelt monteringsdesign tillader termisk udvidelse uden at pålægge de begrænsninger, der forårsager bøjning. Slidsede huller, fjederbelastede-beslag eller et glidebeslag gør, at varmeren kan udvide sig og trække sig sammen uden at bøje sig.
| Forebyggende foranstaltning | Effekt på bue | Implementering | Koste |
|---|---|---|---|
| Tykkere kappe, 2,5 mm | 30-40 % reduktion | Varmeapparat design | Moderat |
| Indvendige afstivningsribber | 40-60 % reduktion | Fremstilling af varmelegeme | Moderat |
| Slidsede monteringshuller | 20-35 % reduktion | Monteringsdesign | Lav |
| Fjederbelastede-beslag | 30-50 % reduktion | Monteringsdesign | Højere |
Forebyggende foranstaltninger for bovdeformation i dybe tanke
Når bukning indikerer et designproblem
Et varmelegeme, der bøjer på trods af en tykkere kappe og fleksibel montering, indikerer, at tankdybden og varmelegemelængden ikke passer til varmelegemets design. En brugerdefineret PTFE-elvarmerkonfiguration med en tykkere kappe, indvendige afstivningsribber og et fleksibelt monteringsdesign løser årsagen til bøjning. Specifikationsprocessen kræver tankdybden, væskeniveauområdet, varmeapparatets længde, driftstemperaturen og den nødvendige watt. Til faciliteter med dybe anodiseringstanke reducerer denne applikations-specifikke tilgang buedeformation og forlænger varmeapparatets levetid.
