ایک عمودی PFA ہیٹر قدرتی کنویکشن (اوپر سے زیادہ گرم) یا غیر-یکساں وائنڈنگ کی وجہ سے اپنے اوپر اور نیچے کے درمیان درجہ حرارت کا فرق پیدا کر سکتا ہے۔ جب اوپر والا حصہ نچلے حصے سے نمایاں طور پر زیادہ گرم ہوتا ہے، تو تھرمل توسیع کی مماثلت زیادہ گرم خطے میں دباؤ کا دباؤ پیدا کرتی ہے۔ اگر دبانے والا تناؤ PFA ٹیوب کے اہم بکلنگ بوجھ سے زیادہ ہو جائے تو، میان بکسوا-ایک لہر یا موڑ بناتا ہے جو ٹینک کی دیوار یا ملحقہ ہیٹر سے رابطہ کرتا ہے۔ 25 ملی میٹر OD، 2 ملی میٹر دیوار کے ساتھ 1.2 میٹر لمبے PFA ہیٹر کے لیے، مفت کھڑے عمودی ہیٹر کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت محوری درجہ حرارت کا میلان (ΔT اوپر اور نیچے کے درمیان) 25–35 ڈگری ہے۔ 40 ڈگری گریڈینٹ سے اوپر، بکلنگ 100-500 تھرمل سائیکلوں کے اندر ہوتی ہے۔ سپورٹ بریکٹ کے ذریعے محدود ہیٹر کے لیے، قابل اجازت میلان کم ہے (15–25 ڈگری)۔ اہم میلان ٹیوب کے پتلے پن کے تناسب (لمبائی/قطر) اور دیوار کی موٹائی پر منحصر ہے۔
بکلنگ میکینکس اور تنقیدی تناؤ
جب ایک ٹیوب کو غیر یکساں طور پر گرم کیا جاتا ہے، تو گرم سیکشن ٹھنڈے حصے سے زیادہ پھیلتا ہے۔ اگر سرے محدود ہیں (اوپر میں بڑھتے ہوئے فلینج اور نیچے کی مفت ٹپ کے ذریعہ)، گرم سیکشن کمپریشن میں چلا جاتا ہے۔ ایک پتلی-دیوار والی ٹیوب کے لیے اہم بکلنگ تناؤ σ_crit=(π² × E × I) / (L² × A) ہے، جہاں E PFA کا لچکدار ماڈیولس ہے (500–700 MPa 100 ڈگری پر)، I جڑتا کا لمحہ ہے، L ہے، اور A ہوٹر سیکشن کی لمبائی ہے{9}۔ 25 ملی میٹر OD، 2 ملی میٹر وال ٹیوب کے لیے، I=π/64 × (OD⁴ - ID⁴)=0.049 × (25⁴ - 21⁴)=0.049 × (390,625 - 194,481,{19} × {19},{12}} × mm⁴، A=144.5 mm²۔ 0.6 میٹر (آدھا ہیٹر) کے گرم حصے کی لمبائی کے لیے، σ_crit=(π² × 600 × 9,611) / (600² × 144.5)=(9,870 × 9,611) / (360,000 × 144.5} / (360,000 × 144.5})__} ایم پی اے تھرمل توسیع سے دبانے والا دباؤ σ_thermal=E × × ΔT ہے، جہاں=110 ppm/ ڈگری۔ سیٹنگ σ_thermal=σ_crit: ΔT_crit=σ_crit / (E × )=1.82 / (600 × 110e-6)=1.82 / 0.066=27.6 ڈگری ۔ یہ 25-35 ڈگری کی تجرباتی حد سے میل کھاتا ہے۔
اگر ہیٹر کی پوری لمبائی (1.2 میٹر) گرم سیکشن ہے تو L بڑھتا ہے، σ_crit کم ہو کر 0.45 MPa ہو جاتا ہے، اور ΔT_crit 6.8 ڈگری - تک گر جاتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ بکلنگ کا زیادہ امکان اس وقت ہوتا ہے جب ہاٹ زون یکساں طور پر پھیلنے کے بجائے ایک سرے (اوپر یا نیچے) پر ہو۔ ایک ہیٹر کے لیے جو اوپر سے زیادہ گرم ہے (عام قدرتی کنویکشن پروفائل)، ہاٹ زون کی لمبائی اکثر کل لمبائی کا 30–50٪ ہوتی ہے، جو 25–35 ڈگری کی حد میں ΔT_crit دیتا ہے۔
ہیٹر جیومیٹری کے ذریعہ قابل اجازت تھرمل گریڈینٹ
| ہیٹر کی لمبائی (m) | او ڈی (ملی میٹر) | دیوار (ملی میٹر) | ہاٹ زون کی لمبائی (میٹر) | σ_crit (MPa) | ΔT_crit (ڈگری) | محفوظ آپریشن کے لیے تجویز کردہ Max ΔT |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 25 | 2.0 | 0.4 (اوپر 50%) | 4.2 | 64 | 40 ڈگری |
| 1.0 | 25 | 2.0 | 0.5 | 2.7 | 41 | 30 ڈگری |
| 1.2 | 25 | 2.0 | 0.6 | 1.8 | 27 | 20 ڈگری |
| 1.5 | 25 | 2.0 | 0.75 | 1.2 | 18 | 15 ڈگری |
| 1.2 | 25 | 1.5 | 0.6 | 1.2 | 18 | 15 ڈگری (کمزور دیوار) |
| 1.2 | 32 | 2.5 | 0.6 | 2.5 | 38 | 25 ڈگری (سخت ٹیوب) |
| 1.2 | 25 | 2.5 | 0.6 | 2.2 | 33 | 25 ڈگری (موٹی دیوار) |
| 1.2 وسط-سپورٹ کے ساتھ | 25 | 2.0 | 0.6 (دو 0.3 میٹر حصے) | 7.3 ہر ایک | 110 | 60 ڈگری (بکلنگ کو روکنے کی حمایت کرتا ہے) |
پریکٹس میں بکلنگ کو روکنا
1.2 میٹر PFA ہیٹر کے لیے، محفوظ، طویل مدتی آپریشن کے لیے عمودی درجہ حرارت کے میلان کو زیادہ سے زیادہ 20 ڈگری تک محدود کریں۔ اگر قدرتی کنویکشن پروفائل 15 ڈگری گریڈینٹ (نیچے 80 ڈگری، اوپر 95 ڈگری) بناتا ہے تو ہیٹر محفوظ ہے۔ اگر میلان 25 ڈگری تک پہنچ جائے تو کئی چکروں کے بعد بکلنگ ہو سکتی ہے۔ اگر میلان 35 ڈگری تک پہنچ جاتا ہے تو، ہفتوں کے اندر بکلنگ کا امکان ہے۔
تھرمل گریڈینٹ کو کم کرنے کے لیے:
ایک متغیر-پچ ہیٹر کا استعمال کریں (نیچے میں زیادہ طاقت، اوپر سے کم) گرمی کی پیداوار کو مقامی حرارت کے نقصان سے ملانے کے لیے۔
قدرتی کنویکشن اسٹریٹیفکیشن کو ختم کرنے کے لیے ایک ری سرکولیشن پمپ شامل کریں۔
ہیٹر کے ارد گرد دھاتی آستین یا گائیڈ کی انگوٹھی لگائیں-اونچائی (فلانج سے 500–600 ملی میٹر)۔ گائیڈ کی انگوٹھی پس منظر کی حرکت کو روکتی ہے، جس سے اہم بکلنگ بوجھ 4× بڑھاتا ہے (مؤثر لمبائی آدھی، σ_crit چار گنا)۔ گائیڈ کی انگوٹھی کو مضبوطی سے نہیں باندھنا چاہیے۔ تھرمل توسیع کے لیے 2–3 ملی میٹر کلیئرنس کی اجازت دیں۔
کل پاور کو کم کرکے یا ہیٹر کی سطح کا رقبہ بڑھا کر ٹاپ زون میں واٹ کی کثافت کو کم کریں۔
بکلنگ کا پتہ لگانا
بکلنگ PFA میان میں ایک مستقل موڑ یا لہر کے طور پر نظر آتی ہے۔ ابتدائی علامات: ہیٹر اب عمودی طور پر نہیں لٹکتا ہے۔ یہ ٹینک کی دیوار یا ملحقہ ہیٹر کو چھوتا ہے۔ ٹینک کی دیوار سے رابطہ مقامی حد سے زیادہ گرمی پیدا کرتا ہے ( دھات کے خلاف پی ایف اے) جس سے چھالے پڑتے ہیں۔ اگر بکلنگ کا پتہ چل جائے تو ہیٹر کو فوری طور پر-انرجیائز کریں۔ ٹھنڈا ہونے پر بکسوا شکل سیدھی نہیں ہوگی۔ پی ایف اے نے مستقل طور پر حاصل کیا ہے۔ ہیٹر کو تبدیل کریں۔ تبدیل کرنے سے پہلے، بجلی کی تقسیم کو ایڈجسٹ کرکے یا بہاؤ کو شامل کرکے تھرمل گریڈینٹ کو کم کریں۔
فیلڈ کی مثال
خراب گردش کے ساتھ 90 ڈگری پلیٹنگ غسل میں 1.2 میٹر PFA ہیٹر میں اوپر-سے-نیچے درجہ حرارت کا فرق 28 ڈگری (نیچے 76 ڈگری، اوپر 104 ڈگری) تھا۔ 3 ماہ کے بعد، آپریٹرز نے ہیٹر کو ٹینک کی دیوار کو چھوتے ہوئے دیکھا۔ معائنہ سے وسط-اونچائی پر 15 ملی میٹر کمان کا انکشاف ہوا۔ ہیٹر بدل دیا گیا۔ ری سرکولیشن پمپ لگانے کے بعد، گریڈینٹ 8 ڈگری تک گر گیا۔ متبادل ہیٹر 3+ سال تک سیدھا رہا۔ پمپ کی لاگت (500) تھیٹر کے مقابلے میں کم تھی (500) کوسٹو فون کی جگہ تبدیل کرنے والے تھیٹر (800) کے علاوہ ڈاؤن ٹائم کی بجائے۔
نتیجہ: 1.2 میٹر ہیٹر کے لیے 20 ڈگری میکس گریڈینٹ
25 ملی میٹر OD، 2 ملی میٹر دیوار کے ساتھ 1.2 میٹر لمبے PFA ہیٹر کے لیے، بکلنگ سے بچنے کے لیے اوپر اور نیچے کے درمیان زیادہ سے زیادہ قابل اجازت تھرمل گریڈینٹ محفوظ مسلسل آپریشن کے لیے 20-25 ڈگری ہے۔ 35 ڈگری سے زیادہ ہفتوں کے اندر بکلنگ کا سبب بنتا ہے۔ لمبے ہیٹر (1.5 میٹر: 15 ڈگری) اور پتلی دیواروں (1.5 ملی میٹر: 15 ڈگری) کے لیے اہم میلان کم ہے۔ بکلنگ کو روکنے کے لیے، عمودی درجہ حرارت کی پروفائل کی پیمائش کریں، ری سرکولیشن یا متغیر-پچ ہیٹر کے ذریعے گریڈینٹ کو کم کریں، اور اگر گراڈینٹ ناگزیر ہوں تو درمیانی-اسپین گائیڈ رِنگز شامل کریں۔ بکلنگ ایک بتدریج ناکامی نہیں ہے-یہ ایک اچانک جیومیٹرک عدم استحکام ہے جو ہیٹر کو مستقل طور پر خراب کر دیتا ہے۔ میلان کا احترام کریں، ہیٹر کو سپورٹ کریں، یا دونوں۔ سیدھا ہیٹر ایک خوش کن ہیٹر ہے۔ اسے سیدھا رکھیں، محفوظ رکھیں۔
