양극 산화 처리 공장은 11개월의 사용 후 깊이 1,200mm 황산 탱크에서 대형 PTFE 침지 히터를 꺼냈습니다. 히터는 설치 당시 직선이었습니다. 이제 중앙에서 거의 14mm 정도 탱크 벽쪽으로 구부러졌습니다. 장착 볼트는 여전히 단단했고 히터는 깨지지 않았지만 보우가 히터와 벽 사이에 틈을 열어 유체가 과열되고 PTFE가 저하되는 정체 구역을 만들었습니다.
선수 변형은 히터가 길고 가느다란 깊은 탱크에서 흔히 발생하는 구조적 결함 모드입니다. 히터의 상단은 장착 플랜지에 의해 고정되고 하단은 가이드 또는 브래킷에 의해 고정됩니다. 히터가 가열되면 팽창합니다. 구속조건은 균일한 팽창을 방지하고 히터는 응력을 완화하기 위해 휘어집니다.
딥 탱크가 활을 조장하는 이유
깊은 탱크에서는 히터가 길다. 1,200mm 깊이의 탱크에는 1,000mm 길이의 히터가 필요할 수 있습니다. 길이-대-직경 비율이 높아 히터가 유연해집니다. 길고 가느다란 히터는 짧고 두꺼운 히터보다 쉽게 휘어집니다.
깊은 탱크의 온도 분포는 균일하지 않습니다. 히터의 하부는 더 차갑고 밀도가 높은 유체에 잠겨 있습니다. 윗부분은 더 따뜻하고 밀도가 낮은 액체로 되어 있습니다. 히터 상단과 하단의 온도 차이로 인해 차등 팽창이 발생합니다. 따뜻한 윗부분은 차가운 아랫부분보다 더 많이 팽창합니다. 히터가 차가운 쪽으로 휘어집니다.
| 탱크 깊이 | 히터 길이 | 길이-대-직경 비율 | 굴복 위험 | 12개월 후의 일반적인 활 |
|---|---|---|---|---|
| 600mm | 400mm | 12:1 | 낮은 | <3 mm |
| 800mm | 600mm | 19:1 | 보통의 | 3~8mm |
| 1,000mm | 800mm | 25:1 | 높은 | 8~14mm |
| 1,200mm | 1,000mm | 31:1 | 매우 높음 | 12~20mm |
| 1,500mm | 1,300mm | 41:1 | 극심한 | >20mm |
깊은 탱크의 히터 길이-대-직경 비율 및 휘어짐 위험
활이 히터 성능에 미치는 영향
구부러진 히터는 히터와 탱크 벽 사이에 틈을 만듭니다. 간격은 활 중앙에서 가장 넓습니다. 틈새에 있는 유체가 정체되어 있습니다-자유롭게 순환할 수 없습니다. 열이 벌크 유체로 빠져나갈 수 없기 때문에 틈새를 향한 히터 표면이 더 뜨거워집니다.
표면 온도가 높을수록 PTFE 분해, 스케일 침전 및 침투가 가속화됩니다. 구부러진 부분은 히터의 가장 먼저 파손되는 부분이 됩니다.
활은 또한 히터 공정 측면의 흐름 패턴을 변경합니다. 히터 표면이 더 이상 벽과 평행하지 않고 흐름 분포가 고르지 않게 됩니다. 간격이 좁은 영역은 속도가 더 높습니다. 간격이 넓은 영역은 속도가 낮습니다. 고르지 못한 흐름으로 인해 탱크의 온도가-균일하지 않게 됩니다.
활 변형 방지
가장 효과적인 예방은 히터 강성을 높이는 것입니다. 두꺼운 외장은 얇은 외장보다 구부러짐에 더 잘 견딥니다. 외장 벽 두께를 2.0mm에서 2.5mm로 늘리면 활이 30~40% 감소합니다.
내부 보강 리브 또는 중앙 지지 튜브를 추가하면 무게를 많이 추가하지 않고도 강성을 높일 수 있습니다. 리브는 내부 요소에 용접되거나 접착될 수 있으며 히터의 길이를 따라 방향이 지정될 수 있습니다.
유연한 장착 설계는 휘어짐을 유발하는 제약을 가하지 않고 열팽창을 수용합니다. 슬롯형 구멍, 스프링- 장착형 마운트 또는 슬라이딩 브래킷을 사용하면 히터가 휘어지지 않고 팽창 및 수축할 수 있습니다.
| 예방 조치 | 활에 미치는 영향 | 구현 | 비용 |
|---|---|---|---|
| 두꺼운 외장, 2.5mm | 30~40% 감소 | 히터 디자인 | 보통의 |
| 내부 보강 리브 | 40~60% 감소 | 히터 제작 | 보통의 |
| 슬롯 장착 구멍 | 20~35% 감소 | 장착 디자인 | 낮은 |
| 스프링- 장착 마운트 | 30~50% 감소 | 장착 디자인 | 더 높은 |
깊은 탱크의 선수 변형 방지 조치
몸을 숙이는 것은 디자인 문제를 나타내는 경우
두꺼운 외피와 유연한 장착에도 불구하고 히터가 휘어지는 것은 탱크 깊이와 히터 길이가 히터 설계에 적합하지 않음을 나타냅니다. 더 두꺼운 외장, 내부 보강 리브 및 유연한 장착 설계를 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 휘어짐의 근본 원인을 해결합니다. 사양 프로세스에는 탱크 깊이, 수위 범위, 히터 길이, 작동 온도 및 필요한 전력량이 필요합니다. 깊은 양극 산화 처리 탱크가 있는 시설의 경우 이 애플리케이션별{3}}접근 방식을 사용하면 보우 변형을 줄이고 히터 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.
