Ki epesè djenn ki jistifye syantifikman pou aparèy chofaj sikilasyon asye pur 316 nan solisyon dlo monoetilèn glikol 20% nan 110 degre anba presyon 4 bar?

Komès debaz la-nan bouk glikol presyon

Sistèm chofaj bouk fèmen ki baze sou monoetilèn (MEG) ki baze sou -yo itilize kòm likid transfè chalè ki pwoteje friz nan platfòm lanmè, enstalasyon tèmik solè ak chofaj pwosesis endistriyèl kote tanperati anbyen tonbe anba konjelasyon. Yon solisyon 20% MEG nan dlo ofri pwoteksyon kont pete jiska apeprè -8 degre ak viskozite apwopriye ak kapasite chalè. 316 Nerjaveèi sikilasyon aparèy chofaj yo nan yon solisyon konsa nan 110 degre ak 4bar presyon sistèm, yo nan yon anviwònman modere agresif, men jeneralman travayabl. Solisyon glikol yo soksid tou dousman pou jenere asid òganik (asid glikolik ak oksalik) nan tanperati ki wo, ki diminye pH la soti nan net a apeprè 5-6 pandan peryòd tan an. Oksijèn nan ranpli inisyal la ka kontribye tou nan korozyon lokalize jiskaske li boule lè li reyaji ak glikol la, oswa ekspilse nan tank ekspansyon an. Nan aplikasyon sa a, epesè djenn se pa sou sivivan gwo pousantaj korozyon, men pito sou kontwole yon balans sibtil ant entegrite presyon, efikasite tèmik, ak rezistans alontèm nan degradasyon pwogresif ki rive sou ane nan operasyon kontinyèl.

Minimòm mi estriktirèl ak egzijans veso presyon

Estrès baskètbòl la nan yon djenn aparèy chofaj sikilasyon se relativman ti nan yon presyon opere nan 4 bar. Pou yon tib tipik ki gen 12 mm dyamèt deyò ak 1.2 mm epesè miray, yo ka kalkile estrès sou sifas enteryè a anba presyon lè l sèvi avèk fòmil silenn miray mens σ=P⋅ri/tσ=P⋅ri​/t kote PP se presyon kalib la (4 bar oswa se 0.4 MP (radius 4 bar oswa) ~ 0,4 MP (radius). mm pou yon miray 1.2 mm) ak tt se epesè miray la. Sa a bay yon estrès baskètbòl apeprè 1.6 MPa, ki se ensiyifyan konpare ak fòs sede 316 asye pur nan alantou 200 MPa nan tanperati chanm ak 150 MPa nan 110 degre. Avèk yon faktè sekirite nan 5 yon miray 0.5 mm ta teyorikman kenbe presyon an. Sepandan, kòd pou veso presyon, pa egzanp, Chodyè ASME ak Kòd Veso Presyon, endike epesè miray minimòm pou fòs mekanik, angajman fil, ak alokasyon korozyon. Djenn nan aparèy chofaj sikilasyon yo ak koneksyon file oswa bride dwe kapab andire pa sèlman presyon entèn, men tou, koupl enstalasyon ak presyon soti nan ekspansyon tèmik. Yon epesè miray la<1.0 mm may risk thread stripping or tube collapse upon assembly. Thus the minimal structural thickness for a 316 stainless steel circulation heater in a 4 bar glycol service is in the region of 1.0-1.2 mm. This thickness is driven more by mechanical handling and connection integrity than by pressure containment.

Alokasyon Kowozyon ak Degradasyon Glycol - Alontèm

Nan solisyon cho MEG risk prensipal korozyon se ralanti asid òganik atravè oksidasyon tèmik. Nan prezans oksijèn ki fonn, ki se prèske toujou ka a pou yon bouk dènyèman ranpli oswa seryezman deaerated, glycol la dekonpoze nan tanperati plis pase 90 degre yo fòme asid glikolik, asid oksalik ak asid fòmik. Asid sa yo ka domaje fim nan pasif sou 316 asye pur epi redwi pH la. Tès laboratwa 316 Nerjaveèi nan 25% MEG nan 110 degre nan sikonstans aere revele pousantaj korozyon konsistan nan 0.02 a 0.05 mm chak ane, ak to yon ti kras pi wo (0.05 a 0.10 mm chak ane) tou pre likid -rejyon an koòdone vapè kote konsantrasyon oksijèn nan pi wo. Pakonsekan yon alokasyon korozyon nan 0.5-1.0 mm pandan yon lavi konsepsyon nan dis ane se pridan. Nan epòk sa a, yon miray 1.2 mm ta pèdi apeprè 0.2-0.5 mm, kite 0.7-1.0 mm-toujou estriktirèl adekwa, men ak ti maj pou enprevi sa yo tankou pénétration lè oswa chofe lokal. Yon miray 1.5-1.8 mm bay yon alokasyon korozyon pi konfòtab pandan y ap rete tèmik efikas. Plis trètr se posiblite pou yon atak fant nan brides garniture oswa anba depo echèl. Pwodui dekonpozisyon glikol ka polymerize nan depo kolan ki kenbe likid asid la sou sifas metal la. Nan fant sa yo, pH ka diminye lokalman a 3-4 ak pousantaj korozyon ka rive nan 0.2-0.5 mm pou chak ane. Epesè miray adisyonèl la bay yon pi gwo maj sekirite kont pwofondè ensèten nan atak fant.

Efikasite tèmik ak enpak epesè miray sou chofaj glikol

Monoethylene glycol solutions have a lower thermal conductivity and a higher viscosity than water that further decreases the heat transmission from the sheath to the fluid. This difficulty is compounded by a thick wall of stainless steel. The convective heat transfer coefficient for 20 % MEG at 110 C is in the range of 800-1200 W/m2-K for turbulent flow (Re>4000). Sa a se mwens pase sa pou dlo ki se 1500-2500 W/m2-K. Pakonsekan rezistans nan djenn tèmik se yon pati ki pi wo nan kous la tèmik total pase li ta nan dlo. Double epesè miray yon tib 12 mm dyamèt ekstèn soti nan 1.2 mm rive 1.8 mm ogmante rezistans kondiktif la pa apeprè 50% epi diminye pousantaj transfè chalè jeneral la pa 15-20% anba menm anviwònman ponpe yo. Plis enpòtan, yon miray pi epè mande pou yon tanperati sifas djenn ki pi wo pou menm opinyon pouvwa a. Watt dansite pou chofaj sikilasyon se jeneralman 8-10 W / cm 2 sou sifas la djenn. Yon miray 1.2 mm nan solisyon MEG 110 degre ka kenbe tanperati djenn lan nan 135-140 degre. Yon miray 1.8mm ta dwe nan seri a 155-165C. Oksidasyon glikol akselere konsiderableman nan tanperati ki pi wo a 150 degre. Pousantaj dekonpozisyon glikòl la double pou chak ogmantasyon 10oC pi wo pase 120oC. Sa a pèmèt yon miray pi epè yo dwe itilize bay alokasyon korozyon, men miray la pi epè ka ogmante tanperati lokal la nan koòdone nan likid-djenn, kidonk endirèkteman akselere korozyon an li vle di reziste. Sa a bouk fidbak pwòp tèt ou-defèt vle di ke nan pratik pou sèvis glycol mi mens yo pa sèlman pi efikas, men yo ka tou gen plis korozyon ki reziste depi yo kenbe djenn lan pi fre.

Rekòmandasyon pratik pou epesè pou kondisyon sèvis diferan

Gid epesè sa yo aplike pou yon sistèm bouk fèmen 20% MEG nan 110 ºC ak 4 bar ki baze sou konsepsyon sistèm ak ekspoze oksijèn estime. Pousantaj korozyon an trè ba (0.01-0.02 mm pou chak ane) pou yon sistèm sele byen deaere ak yon tank ekspansyon kouvri ak nitwojèn ak oksijèn ki fonn kenbe nan mwens pase 100 ppb. Yon epesè 1.2-1.5 mm bay yon lavi dis ane ak anpil maj. Miray la mens tou ede kenbe tanperati djenn ba, ki tou diminye pann glikol. Pou yon sistèm ouvè, kote lè a antre nan yon tank ekspansyon vantilasyon epi lè oksijèn ki fonn nan nivo saturation (apeprè 1 a 2 ppm nan 110 degre), to korozyon an monte a 0.05 a 0.10 mm pa ane. Li sijere ke epesè a se 1.6-1.8 mm bay pou yon alokasyon korozyon nan 0.5-1.0 mm pou 10 ane. Men, pi epè miray sa a dwe konbine avèk yon dansite watt pi ba, ki pa depase 6-7 W/cm 2 , pou kenbe tanperati djenn pi ba pase 150 degre . 2.0 mm epesè ka jistifye pou sistèm sijè a repete evènman sèk-soti oswa si glikol la pa janm ranpli ak konsantrasyon asid yo wo, byenke nan etap sa a se gwo penalite chalè a. Nan senaryo sa a, apwòch ki apwopriye a olye ke ogmante epesè djenn lan se chanje alyaj la nan yon alyaj ki gen plis rezistans korozyon tankou 316Ti oswa 317L oswa ajoute yon pake inibitè korozyon nan glikol la.

Beyond epesè: Faktè konsepsyon nan sistèm ki afekte lavi sèvis reyèl

Epesè miray la se tou senpleman yon faktè nan lavi aparèy chofaj glikol long. Bagay ki pi enpòtan an se jere oksijèn an. Gwosè kòrèk tank ekspansyon an ak dra nitwojèn oswa dyafram retire sous oksijèn ak diminye to korozyon an nan yon sèl lòd nan grandè, sa ki pèmèt itilizasyon mi mens, tèmik pi efikas. Dezyèm bagay la se dansite watt la. Yon aparèy chofaj ki pi long oswa anpil aparèy chofaj pou diminye dansite watt sifas la a 6 W/cm2 oswa mwens ap kenbe tanperati djenn anba 140 degre menm ak yon miray 1.8-mm, diminye dramatikman oksidasyon glikol. Twazyèm faktè a se vitès likid la. Chofaj sikilasyon yo ta dwe mete nan yon segman nan tiyo kote vitès koule a se omwen 1.5-2.0 m / sec pou asire transmisyon chalè ajite epi pou anpeche lokalize bouyi oswa stagnation. Katriyèm lan se bon jan kalite a ak antretyen nan glikol la. Pou sèvis tanperati ki wo, sèvi ak glikol inibit (ajan tanpon ak antioksidan) pou pwolonje lavi likid ak diminye pwodiksyon asid. Evalyasyon regilye pH ak rezèv alkalinite ak ranplasman likid lè pH la desann pi ba pase 6 anpeche sitiyasyon agresif asid ki mande pi gwo mi yo.

Konklizyon: epesè syantifikman etabli pou sèvis glikol serye

The sheath thickness for 316 stainless steel circulation heaters in 20% MEG at 110°C and 4 bar should not be at the extremes. Very thin walls, below 1.0 mm, are not appropriate, as they lack the mechanical resilience for threaded connections and do not give sufficient corrosion allowance for a decade of operation. Very thick walls (>2.0 mm) yo kontreproduktiv, menm jan yo ogmante tanperati djenn lan nan seri a kote oksidasyon glikol akselere, pwodui asid yo ki atake asye a. Ranje ki valide syantifikman se 1.4-1.8 mm pou pifò aplikasyon endistriyèl, ak nimewo egzak la se yon fonksyon metòd jesyon oksijèn ak dansite watt la. Pou yon sistèm nitwojèn ki kouvri ak yon tank ekspansyon byen bati, 1.4-1.5 mm se yon epesè ideyal, ase mens pou kenbe tanperati djenn anba 140 degre nan 8 W / cm2 men ase epè yo ofri yon alokasyon korozyon nan 0.3-0.4 mm sou dis ane. Pou yon sistèm ouvè respire lè anbyen 1.7-1.8 mm se apwopriye men sèlman pou yon dansite watt bese nan 6 W/cm 2 oswa pi ba. Enjenyè yo ta dwe endike ekspoze a oksijèn espere, tanperati a maksimòm akseptab djenn ak dansite watt ki nesesè yo. Sa a elve diskisyon an soti nan yon dimansyon senp nan yon spesifikasyon jeni sistèm antye ki mare epesè miray la ak rezistans korozyon ak pèfòmans tèmik nan bouk chofaj glikol presyon.