Aby zagwarantować bezpieczeństwo sprzętu i-długoterminową stabilność, grzejniki kasetowe ze stali nierdzewnej stosowane w zbiornikach-wysokociśnieniowych muszą spełniać rygorystyczne wymagania dotyczące odporności na ciśnienie i wskaźników technicznych. W tej analizie szczegółowo opisano szczegółowe kryteria dotyczące wielu aspektów.
Głównym celem kryteriów wytrzymałości na ciśnienie jest dopasowanie ciśnienia projektowego. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP) zbiornika musi być przekroczone o wartość ciśnienia grzejnika, która zwykle uwzględnia współczynnik bezpieczeństwa od 1,5 do 3 razy. Na przykład grzejnik powinien być w stanie wytrzymać ciśnienie od 15 do 30 MPa, jeśli ciśnienie projektowe zbiornika wynosi 10 MPa. Aby wytrzymać 30 minut bez wycieków i odkształceń, należy przejść próbę ciśnienia hydrostatycznego przy 1,5-krotności ciśnienia projektowego. Co więcej, granica plastyczności materiału musi wynosić co najmniej 205 MPa, jak w przypadku stali nierdzewnej 304, lub więcej w przypadku gatunków takich jak 316L, a ciśnienie rozrywające musi być co najmniej trzykrotnie wyższe od ciśnienia projektowego. Biorąc pod uwagę możliwe różnice w zbiornikach wysokociśnieniowych-spowodowane wymaganiami procesu, takimi jak cykliczne zwiększanie i rozprężanie, podgrzewacz musi wytrzymać ponad 100 000 testów z cyklem ciśnieniowym (na przykład od 0 do 20 MPa) bez powstawania strukturalnych pęknięć zmęczeniowych, w celu wykazania zdolności dostosowania się do ciśnienia dynamicznego.
Wskaźniki właściwości materiału są istotne.. 316L (06Cr17Ni12Mo2) i 310S (06Cr25Ni20) to preferowane gatunki stali nierdzewnej, ponieważ są bardziej odporne na korozję i mają wyższą wytrzymałość w wysokich temperaturach niż 304. 316L jest odpowiedni do zastosowań chemicznych lub morskich ze względu na swoją odporność na korozję Cl- (stężenie krytyczne większe lub równe 200 ppm) w środowiska-jonów chlorkowych. Aby określić grubość ścianki zgodnie z normami ASME BPVC, należy zastosować wzór t=(P · D) / (2S · E - 0.2P), gdzie P to ciśnienie obliczeniowe, D to średnica zewnętrzna, S to dopuszczalne naprężenie materiału, a E to wydajność połączenia spawanego (1,0 dla rur bez szwu), należy zastosować do określenia grubości ścianki zgodnie z normami ASME BPVC. Do konstrukcji uszczelniających potrzebne są kołnierze lub gwinty zgodne z HG/T20592-; złącza gwintowane powinny wykorzystywać gwinty NPT lub M z-uszczelniami wysokotemperaturowymi, takimi jak uszczelki grafitowe. Korpus rury i końcówki uszczelniające wykorzystuje się metodą TIG (spawanie łukiem argonowym), a spoiny przechodzą kontrolę rentgenowską poziomu II.
Niezbędne są parametry cieplne i bezpieczeństwo elektryczne. Do oceny rezystancji izolacji w stanie zimnym należy użyć megaomomierza 500 VDC, który powinien wynosić co najmniej 100 MΩ. Zgodnie z normą IEC 60335, test wytrzymałości na napięcie wymaga 1500 V przez jedną minutę bez awarii. Przy napięciu znamionowym prąd upływowy nie może być większy niż 0,5 mA/kW. Aby uniknąć miejscowego wrzenia, projekt zasilania ogranicza obciążenie powierzchniowe do wartości mniejszej lub równej 8 W/cm² w przypadku ogrzewania cieczy i mniejszej lub równej 3 W/cm² w przypadku ogrzewania powietrzem. Do zabezpieczenia przed przegrzaniem stosowane są termostaty bimetaliczne lub czujniki PT100 z błędem działania ±5 stopni.
Weryfikacja adaptacji środowiskowej gwarantuje niezawodność. Testy cyklicznych zmian temperatury od -40 stopni do 300 stopni w ciągu 100 szybkich cykli nie mogą wykazać żadnych oznak uszkodzenia uszczelnienia lub pękania. W roztworach o pH 2–12 zgodność z medium wymaga szybkości korozji mniejszej lub równej 0,1 mm/rok po 240 godzinach. 316L powinien przejść 72-godzinne testy wzrostu ciężaru utlenienia (mniejsze lub równe 2 mg/dm2) dla mediów utleniających, takich jak przegrzana para (150 stopni / 0,8 MPa).
Testy wibracyjne symulujące transport lub działanie (10-200 Hz, przyspieszenie 2G) przez dwie godziny bez poluzowania konstrukcyjnego są jednym z wymagań dotyczących wytrzymałości mechanicznej i instalacji. Śruby kołnierzowe należy dokręcać po przekątnej do 70% granicy plastyczności śruby podczas montażu gwintu M18, a moment obrotowy powinien mieścić się w przedziale od 30 do 35 N·m, aby zapobiec deformacji powierzchni uszczelniającej.
Wymagana jest zgodność z normami i certyfikacja. Sekcja VIII ASME, PED 2014/68/UE (dyrektywa w sprawie urządzeń ciśnieniowych) lub GB/T 1235-2017 muszą obejmować grzejniki. W przypadku warunków zagrożonych wybuchem konieczna jest certyfikacja ATEX lub IECEx (taka jak Ex d IIB T4).
Podsumowując, odporność na ciśnienie, materiały, czynniki elektryczne, środowiskowe i inne składają się na złożony zestaw wskaźników technicznych dla grzejników kasetowych ze stali nierdzewnej w-pojemnikach wysokociśnieniowych. Aby zapewnić wydajność i bezpieczeństwo, wybór powinien obejmować ukierunkowaną walidację w oparciu o ciśnienie projektowe zbiornika, właściwości medium i warunki pracy.
