Laitteiden turvallisuuden ja pitkäaikaisen vakauden takaamiseksi{0}}korkeapainesäiliöissä käytettävien ruostumattomasta teräksestä valmistettujen patruunalämmittimien on noudatettava tiukkoja paineenkestoluokitusta ja teknisiä indikaattoreita. Tässä analyysissä esitetään yksityiskohtaiset perusteelliset kriteerit useiden näkökohtien osalta.
Paineenkestokriteerien päätavoite on vastata suunnittelupainetta. Astian suurin sallittu käyttöpaine (MAWP) on ylitettävä lämmittimen paineluokituksen verran, joka sisältää yleensä 1,5-3-kertaisen turvatekijän. Esimerkiksi lämmittimen pitäisi kestää 15-30 MPa, jos astian suunnittelupaine on 10 MPa. Hydrostaattinen painekoe 1,5-kertaisella suunnittelupaineella on läpäistävä, jotta se pysyy 30 minuuttia ilman vuotoa tai muodonmuutosta. Lisäksi materiaalin myötörajan on oltava vähintään 205 MPa, kuten ruostumattoman teräksen 304 tapauksessa, tai suurempi laaduille, kuten 316L, ja murtumispaineen on oltava vähintään kolminkertainen suunnittelupaineeseen verrattuna. Kun otetaan huomioon mahdolliset vaihtelut korkeapainesäiliöissä, jotka aiheutuvat prosessin vaatimuksista, kuten syklisestä paineesta ja lämmittimestä. painejaksotestit (esimerkiksi 0 - 20 MPa) kehittämättä rakenteellisia väsymishalkeamia dynaamisen paineen mukautuvuuden osoittamiseksi.
Materiaalin suorituskyvyn indikaattorit ovat välttämättömiä. 316L (06Cr17Ni12Mo2) ja 310S (06Cr25Ni20) ovat suositeltavia ruostumattoman teräksen laatuja, koska ne kestävät paremmin korroosiota ja niillä on suurempi lujuus korkeissa lämpötiloissa kuin 304. 316L soveltuu kemiallisiin tai merenkulkusovelluksiin, koska sen pitoisuus on yhtä suuri kuin korroosionkesto{10} 200 ppm) kloridi-ioniympäristöissä. Kaavaa t=(P · D) / (2S · E - 0.2P), jossa P on suunnittelupaine, D on ulkohalkaisija, S on sallittu materiaalijännitys ja E on hitsiliitoksen tehokkuus (1,0 saumattomille putkille), on käytettävä seinämän paksuuden määrittämiseen ASME BPVC -standardien mukaisesti. kierteitetyissä liitännöissä tulee käyttää NPT- tai M-kierteitä korkean lämpötilan{22}}tiivisteillä, kuten grafiittitiivisteillä. Putken rungon ja tiivisteiden päissä käytetään TIG-hitsausta (argon architsaus), ja hitsit läpäisevät tason II röntgentarkastuksen.
Lämpöteho ja sähköturvallisuus ovat tärkeitä. 500 VDC:n megaohmimittarilla tulisi arvioida kylmän tilan eristysvastus, jonka tulee olla vähintään 100 MΩ. IEC 60335:n mukaisesti kestää 1500 V:n jännitetestaus yhden minuutin ajan ilman toimintahäiriöitä. Nimellisjännitteellä vuotovirta ei saa olla suurempi kuin 0,5 mA/kW. Paikallisen kiehumisen välttämiseksi tehosuunnittelu rajoittaa pintakuormituksen arvoon enintään 8 W/cm² nestelämmityksessä ja enintään 3 W/cm² ilmalämmityksessä. Ylikuumenemissuojaukseen käytetään bimetallitermostaatteja tai PT100-antureita, joiden toimintavirhe on ±5 astetta.
Ympäristösopeutumisen todentaminen takaa luotettavuuden. Testit lämpötilan vaihteluista -40 asteesta 300 asteeseen 100 nopean syklin aikana eivät saa paljastaa merkkejä tiivisteen rikkoutumisesta tai halkeilusta. pH:n 2–12 liuoksissa väliaineen yhteensopivuus edellyttää korroosionopeutta Alle tai yhtä suuri kuin 0,1 mm/vuosi 240 tunnin jälkeen. 316L pitäisi läpäistä 72 tunnin hapettumispainon kasvutestit (alle tai yhtä suuri kuin 2 mg/dm2) hapettumisväliaineille, kuten tulistettu höyry (150,8 MPa/0).
Tärinätestaus, joka simuloi kuljetusta tai toimintaa (10-200 Hz, 2G-kiihtyvyys) kahden tunnin ajan ilman rakenteellista löystymistä, on yksi mekaanisista lujuus- ja asennusvaatimuksista. M18-kierteitä asennettaessa laippapultit tulee kiristää vinottain 70 %:iin pultin myötölujuudesta, ja vääntömomentin tulee olla välillä 30-35 N·m tiivistepinnan muodonmuutosten estämiseksi.
Standardien noudattaminen ja sertifiointi vaaditaan. ASME Section VIII, PED 2014/68/EU (painelaitedirektiivi) tai GB/T 1235-2017 on seurattava lämmittimiä. ATEX- tai IECEx-sertifiointi (kuten Ex d IIB T4) on välttämätön räjähdysvaarallisiin asetuksiin.
Yhteenvetona voidaan todeta, että paineenkesto, materiaalit, sähkö-, ympäristö- ja muut tekijät muodostavat monipuolisen joukon teknisiä indikaattoreita korkeapainesäiliöissä oleville ruostumattomasta teräksestä valmistettujen patruunoiden lämmittimille. Suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamiseksi valinnassa tulisi sisältää kohdennettu validointi, joka perustuu astian suunnittelupaineeseen, väliaineen ominaisuuksiin ja käyttöolosuhteisiin.
