Một nhà máy anodizing đã kéo một lò sưởi ngâm PTFE lớn từ bể chứa axit sulfuric sâu 1.200 mm sau 11 tháng sử dụng. Máy sưởi đã thẳng khi lắp đặt. Bây giờ nó đã cúi về phía thành bể gần 14 mm ở giữa. Các bu lông lắp vẫn chặt và lò sưởi không bị nứt, nhưng cánh cung đã mở ra một khe hở giữa lò sưởi và tường, tạo ra một vùng ứ đọng nơi chất lỏng quá nóng và PTFE bị thoái hóa.
Biến dạng cánh cung là dạng hư hỏng cấu trúc thường gặp ở các bể sâu nơi bộ gia nhiệt dài và mảnh. Bộ gia nhiệt được giới hạn ở phía trên bởi mặt bích lắp và ở phía dưới bằng thanh dẫn hướng hoặc giá đỡ. Khi lò sưởi nóng lên, nó nở ra. Các ràng buộc ngăn cản sự giãn nở đồng đều và lò sưởi cúi xuống để giảm bớt căng thẳng.
Tại sao Deep Tanks lại thúc đẩy việc cúi đầu
Trong một bể sâu, lò sưởi dài. Bể sâu 1.200 mm có thể cần bộ gia nhiệt dài 1.000 mm. Tỷ lệ chiều dài-trên-đường kính cao, giúp máy sưởi linh hoạt. Một lò sưởi dài và mảnh dễ uốn cong hơn một lò sưởi ngắn và dày.
Sự phân bố nhiệt độ trong bể sâu không đồng đều. Phần dưới của lò sưởi chìm trong chất lỏng mát hơn, đậm đặc hơn. Phần trên nằm trong chất lỏng ấm hơn, ít đậm đặc hơn. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới của lò sưởi tạo ra sự giãn nở chênh lệch. Phần trên ấm hơn nở ra nhiều hơn phần dưới mát hơn. Máy sưởi hướng về phía mát hơn.
| Độ sâu bể | Chiều dài lò sưởi | Tỷ lệ chiều dài-đến-đường kính | Nguy cơ cúi đầu | Cung điển hình sau 12 tháng |
|---|---|---|---|---|
| 600mm | 400mm | 12:1 | Thấp | <3 mm |
| 800mm | 600mm | 19:1 | Vừa phải | 3–8 mm |
| 1.000 mm | 800mm | 25:1 | Cao | 8–14 mm |
| 1.200 mm | 1.000 mm | 31:1 | Rất cao | 12–20 mm |
| 1.500mm | 1.300mm | 41:1 | Nghiêm trọng | >20mm |
Tỷ lệ chiều dài-trên-đường kính bộ sưởi và nguy cơ cong vênh trong bể sâu
Cung ảnh hưởng đến hiệu suất máy sưởi như thế nào
Lò sưởi hình cánh cung tạo ra một khoảng trống giữa lò sưởi và thành bể. Khoảng cách rộng nhất ở trung tâm của mũi tàu. Chất lỏng trong khe bị ứ đọng-nó không thể lưu thông tự do. Bề mặt lò sưởi đối diện với khe hở sẽ nóng hơn vì nhiệt không thể thoát vào chất lỏng khối.
Nhiệt độ bề mặt cao hơn làm tăng tốc độ xuống cấp của PTFE, lắng đọng cặn và thẩm thấu. Khu vực cong trở thành bộ phận đầu tiên của lò sưởi bị hỏng.
Cánh cung cũng thay đổi mô hình dòng chảy ở phía xử lý của lò sưởi. Bề mặt lò sưởi không còn song song với tường và sự phân bố dòng chảy trở nên không đồng đều. Những khu vực có khe hở hẹp có vận tốc cao hơn; những khu vực có khoảng cách rộng có vận tốc thấp hơn. Dòng chảy không đều tạo ra nhiệt độ không-đồng đều trong bể.
Ngăn ngừa biến dạng cung
Cách phòng ngừa hiệu quả nhất là tăng độ cứng của lò sưởi. Vỏ dày hơn có khả năng chống cong tốt hơn vỏ mỏng. Việc tăng độ dày thành vỏ bọc từ 2,0 mm lên 2,5 mm sẽ làm giảm cung từ 30–40%.
Việc bổ sung thêm các gân tăng cứng bên trong hoặc ống đỡ trung tâm sẽ làm tăng độ cứng mà không tăng thêm trọng lượng đáng kể. Các gân có thể được hàn hoặc liên kết với bộ phận bên trong và có thể được định hướng dọc theo chiều dài của lò sưởi.
Thiết kế lắp đặt linh hoạt có thể điều chỉnh sự giãn nở nhiệt mà không tạo ra các hạn chế gây cong vênh. Các lỗ có rãnh, giá đỡ-có lò xo hoặc giá đỡ trượt cho phép bộ sưởi mở rộng và co lại mà không bị cong.
| Biện pháp phòng ngừa | Hiệu ứng trên cung | Thực hiện | Trị giá |
|---|---|---|---|
| Vỏ dày hơn, 2,5 mm | Giảm 30–40% | Thiết kế lò sưởi | Vừa phải |
| Sườn tăng cứng bên trong | Giảm 40–60% | Chế tạo lò sưởi | Vừa phải |
| Lỗ gắn có rãnh | Giảm 20–35% | Thiết kế lắp đặt | Thấp |
| Giá đỡ được tải bằng lò xo- | Giảm 30–50% | Thiết kế lắp đặt | Cao hơn |
Biện pháp phòng ngừa biến dạng mũi tàu trong bể sâu
Khi cúi chào chỉ ra một vấn đề thiết kế
Một lò sưởi bị cong mặc dù có vỏ dày hơn và cách lắp linh hoạt cho thấy rằng độ sâu của bể và chiều dài của lò sưởi không phù hợp với thiết kế của lò sưởi. Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với vỏ bọc dày hơn, các gân tăng cứng bên trong và thiết kế lắp đặt linh hoạt giải quyết nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng cong vênh. Quá trình xác định thông số kỹ thuật yêu cầu độ sâu của bể, phạm vi mức chất lỏng, chiều dài bộ gia nhiệt, nhiệt độ vận hành và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có bể anod hóa sâu, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này giúp giảm biến dạng cánh cung và kéo dài tuổi thọ sử dụng của lò sưởi.
