Վակուումային վառարանի պատյանը շատ ավելին է, քան պարզ աման. այն հիմնարար բաղադրիչն է, որը որոշում է վառարանի շահագործման ամբողջականությունը, անվտանգությունը և երկարակեցությունը: Որպես կնքված վանդակ՝ դրա հիմնական դերը բարձր ջերմաստիճանի աշխատանքային խորանարդը ամբողջությամբ մեկուսացնելն է արտաքին մթնոլորտից՝ այդպես ստեղծելով և պահպանելով բարդ ջերմային գործընթացների համար անհրաժեշտ կրիտիկական վակուումային միջավայրը: Առանց այս ամուր փակման՝ պարաֆինավորումը, ջերմային մշակումը, սպեկանդրացումը և հալումը կվնասվեն մթնոլորտային աղտոտման կողմից, ինչը կհանգեցնի օքսիդացված, թուլացված կամ ձախողված արտադրանքներ . Պատյանի կոնստրուկցիան բարդ ինժեներական համարժեքություն է, որը հավասարակշռում է հսկայական մեխանիկական բեռնվածությունները, սրուն ջերմային գրադիենտները և խիստ անվտանգության պահանջները՝ միաժամանակ ծառայելով որպես հիմնական կոնստրուկտիվ շրջանակ, որին մոտավորապես բոլոր մյուս վառարանի բաղադրիչները ամրացված են: Հիմնական գործառույթներ և կարևորագույն նախագծային համարժեքներ
Վակուումային վառարանի պատի գործառույթները բազմակի են: Նրա ամենատեսանելի դերը ճնշման անոթի տեղ է, որը նախագծված է հակազդելու զգալի ճնշման տարբերություններին: Գործարկման ընթացքում ներքին ճնշումը կարող է հասնել 10-6 մբարի կամ ավելի ցածր, ինչը ստեղծում է մոտ 1 բար (14,7 ֆունտ/դյույմ²) ճնշում մթնոլորտում՝ նրա մակերևույթի յուրաքանչյուր քառակուսի դյույմի վրա: Ծակուղու հակառակ դեպքում՝ գազով արագ լցման ժամանակ կամ սառեցման ջրի արտահոսքի դեպքում, այն պետք է կարողանա դիմակայել դրական ներքին ճնշմանը: Այս ուժերի կառավարման համար պատը միշտ նախագծվում է որպես ճնշման անոթ՝ համապատասխանելով միջազգային ստանդարտներին, ինչպիսին է ASME Boiler and Pressure Vessel Code-ը:
Երկրորդ՝ պատյանը ապահովում է կարևոր ջերմային կառավարում: Ներքին վառարանի մասերն ու ծանր բեռնվածությունը իրենք շատ բարձր ջերմաստիճաններով են աշխատում, հաճախ գերազանցելով 1300°C-ը: Պատյանի կառուցվածքային ամբողջականությունը պաշտպանելու և անձնակազմի ու շրջապատող սարքավորումների անվտանգությունն ապահովելու նպատակով պատյանը համընդհանուր կերպով կրկնապատ կառուցվածք է ստանում: Ներքին և արտաքին պատերի միջև գտնվող խոռոչով շրջանառվում է սառեցված ջուր, որը համարյա արդյունավետ կերպով հեռացնում է ներքին պատի միջով անցնող ճառագայթային ջերմությունը: Այս կոնստրուկցիան կանխում է արտաքին պատյանի վտանգավոր ջերմաստիճանների հասնելը և նվազեցնում է ջերմային լարվածությունները, որոնք ժամանակի ընթացքում կարող են առաջացնել կորուստ կամ շփման առաջացման առաջացում:
Վերջապես, կողոքը ծառայում է որպես ամբողջական վառարանի համակարգի կոնստրուկտիվ հիմնական մաս: Այն պահում է տաք գոտու մեկուսացման և տաքացման տարրերի, բեռի և դրա փոխադրման համակարգի, վակուումային պոմպային ներարկումների, դիտահանգույցների, էլեկտրական անցումների և ջերմազույգերի թույլատրելի ներթափանցումների զանգվածը: Այն պետք է ունենա բավարար կոշտություն և ամրություն՝ դիմադրելու դեֆորմացիաներին իր սեփական զանգվածի և ամրացված բեռնվածքների նկատմամբ, ապահովելով ներքին բաղադրիչների ճշգրիտ հարմարեցումը և այն, որ դռների կնիքերը մնան իդեալականորեն համապատասխանեցված:
Կոնստրուկտիվ կառուցվածք՝ Կրկնապատ պատերով ջրով սառեցվող անոթ
Կրկնապատիկ պատերով (կամ թիկնոցավոր) կառուցվածքը արդյունաբերական ստանդարտ է դարձել իր պատճառով: Ներքին պատը առաջին պաշտպանական գիծն է, որը մատուցված է բարձր ջերմաստիճանի միջավայրին և վակուումին: Այն նախագծված է այնքան բարակ, որքան հնարավոր է՝ իր ջերմային զանգվածն ու քաշը նվազագույնի հասցնելու համար, սակայն բավականաչափ հաստ է՝ դիմադրելու մթնոլորտային ճնշման պատճառով առաջացող ճկումներին: Արտաքին պատը ապահովում է հիմնական կառուցվածքային ամրությունը և պարունակում է սառեցնող ջուրը: Դրանց միջև ընկած տարածությունը լցված է փակոցներով կամ տարաներով, որոնք պահպանում են միջակայքը, ապահովում են ջրի բուռն շարժը՝ արդյունավետ ջերմափոխանցման համար, և տալիս են կառուցվածքին լրացուցիչ կայունություն:
Խորշի մեջ դռների, դիտահայացքների և անցքերի համար նախատեսված բացվածքները կարող են հանդիսանալ թույլ կետեր: Այս տեղերը համապատասխանաբար ամրացված են ծանր փողերով և հաստ ծածկիչներով: Դռան կնիքը, սովորաբար մեծ տրամագծով էլաստոմեր O-օղակ (օրինակ՝ Viton) կամ բարձր ջերմաստիճանների համար նախատեսված մետաղական կնիք, կարևոր նշանակություն ունի: Փողի կառուցվածքը պետք է ապահովի կնիքի վրա հավասարաչափ ճնշում՝ ապահովելով անհրաժեշտ կնքվածությունը: Խորշի երկրաչափությունը՝ արդյոք գլանաձև կամ ուղղանկյունաձև, նույնպես կարևոր որոշում է: Գլանաձև խորշերը ճնշման տակ ներքին ամրությամբ ավելի ամուր են և նախընտրելի են մեծ վառարանների համար, քանի որ դեֆորմացիան դիմադրելու համար ավելի քիչ նյութ է պահանջվում: Ուղղանկյունաձև խորշերը հաճախ ընտրվում են փոքր վառարանների համար կամ այն դեպքերում, երբ կարևոր է սարքավորման տարածքի օպտիմալ օգտագործումը, սակայն դրանք պահանջում են լրացուցիչ ամրացում՝ փողերով և հաստ թիթեղներով՝ սեղմվածքը կանխելու համար:
Նյութի ընտրություն՝ Ածխածին պողպատ ընդդեմ Հարդացված պողպատ
Կառուցման նյութի ընտրությունը կարևոր տնտեսական և տեխնիկական որոշում է, որը հիմնականում բաղկացած է երկու տարածված կառուցվածքներից.
Ամբողջությամբ ածխածին պողպատե կառուցում. Սա ամենատնտեսապես արդյունավետ լուծումն է: Ածխածին պողպատը (օրինակ՝ ASTM A36 կամ A516) առաջարկում է գերազանց մեխանիկական ամրություն և հեշտությամբ մշակվում է: Վակուումային վառարանների մեծամասնության համար, որտեղ հիմնական գործընթացը չոր է (օրինակ՝ պնդացում, անլարվածություն, փողային միջավայրում լորենավորում), և ներքին միջավայրը մաքուր է, ածխածին պողպատը բավարար է: Նրա հիմնական թուլությունը կոռոզիան է: Խոնավությունը մթնոլորտից, մնացորդային գործընթացային գազերից կամ փոքր ջրի արտահոսքից կարող է հանգեցնել ներքին մակերեսին ժանգի առաջացմանը: Այս ժանգը կարող է հանդիսանալ վիրտուալ արտահոսք, որը դանդաղ արտանետում է ջրի գոլորշի վակուումային խցում, որը զգալիորեն մեծացնում է հիմնական ճնշում հասնելու համար պահանջվող ժամանակը և հնարավոր է աղտոտի գործընթացը:
Ներկայացված կամ պատված ստալինգիտ կոնստրուկցիա. Այս կոնֆիգուրացիայում պատի ներքին պատը պատրաստված է ստալինգիտից (սովորաբար 304 կամ 316L տիպ), մինչդեռ արտաքին կոնստրուկտիվ պատը շարունակում է մնալ ածխածին պողպատից: Ստալինգիտ պատվածքը կարող է լինել բարակ թիթեղ, որը կայանքային է ածխածին պողպատի հիմքին, կամ ավելի բարդ դիզայններում՝ կարող է օգտագործվել պայթուցիկ մեթոդով պատված թիթեղ: Ստալինգիտի հիմնական առավելությունը դրա բարձր կոռոզիոն դիմադրությունն է: Սա դարձնում է այն պարտադիր ընտրություն այն գործընթացների համար, որոնք ներառում են ակտիվ փողային մետաղալցման նյութեր, որոնք արտանետում են թեթևակի ֆտորիդներ, կամ սինտերացման վառարաններում, որտեղ մնացորդային կապակցի գազային արտանետումը կարող է կոռոզիա առաջացնել: Այն ամբողջությամբ վերացնում է ժամանակավոր կոռոզիայի պատճառով առաջացող անհանգստությունները, ապահովելով ավելի արագ վակուումացում և մաքուր գործընթացային միջավայր, ինչը կարևոր է շատ բարձր վակուում ստանալու կամ տիտանի և ցիրկոնիումի նման բարձր ռեակտիվ նյութեր մշակելու համար:
Ընտրության գործընթացին ազդող գործոններ
Լրիվ ածխածին պողպատե և ստալինգիտի պատվակքով պողպատե թասի ընտրությունը պատահական չէ. այն պայմանավորված է մի շարք գործոնների զգոն վերլուծությամբ.
Տեխնոլոգիական պահանջներ. Ջերմային գործընթացի բնույթը առաջնային դատարկ է: Բարձր մաքրության գործընթացները, ռեակտիվ մետաղներ ներառող գործընթացները կամ այն դեպքերը, երբ ջրի գոլորշին աղտոտիչ է, հիմնականում նախընտրում են ստալինգիտի պատվակք:
Կոռոզիայի դիմադրության անհրաժեշտություն. Եթե վառարանը կենտրոնացած է լինելու խոնավության ենթարկված դադարի ընթացքում, կամ եթե գործընթացի քիմիան հայտնի է կոռոզիվ երկրորդային արտադրանքներ արտադրելով, ապա ստալինգիտի պողպատի ներդրումը արդարացված է՝ երկարաժամկետ հուսալիություն ապահովելու և ժամանակական կանգների հետևանքով առաջացած ծախսերը խուսափելու համար:
Վակուումի մակարդակ և ճնշման իջեցման ժամանակ. Շատ ցածր հիմնական ճնշումներ պահանջող (բարձր վակուում, 10-6 մբար և ներքև) կիրառությունների համար գրեթե միշտ անհրաժեշտ է ստալինգիտի պատվակքով թաս՝ գազաների արտանետումը նվազագույնի հասցնելու և պահանջվող վակուումը հասանելի ժամանակահատվածում հասնելու համար:
Ընդհանուր սեփականության արժեք (TCO). Չնայած ածխածին պողպատե պատվանդանի սկզբնական արժեքը ցածր է, պետք է հաշվի առնել ընդհանուր սեփականության արժեքը: Նիկելային պողպատով պատված պատվանդանն ավելի բարձր սկզբնական արժեք ունի, սակայն կարող է տալ խնայողություններ իր ծառայության ընթացքում՝ նվազեցնելով սպասարկման ծախսերը, նվազեցնելով աղտոտվածության պատճառով առաջացած խափանումները և բարձրացնելով ընդհանուր արտադրողականությունը:
Այսպիսով, վակուումային վառարանի պատյանը փորձագետների կողմից ստեղծված բաղադրիչ է, որի ընտրությունը կարևոր նշանակություն ունի ամբողջ ջերմային մշակման համակարգի հաջողության համար: Կրկնապատիճ կառուցվածքով՝ ջրով սառեցվող ճնշման անոթի ձևավորումը լուծում է ճնշման պահպանման և ջերմային կառավարման հիմնարար խնդիրները: Պողպատի ածխածնային և չժանգոտվող տեսակների ընտրությունը կառուցման ընթացքում հանդիսանում է սկզբնական ներդրումների և երկարաժամկետ արդյունավետության միջև ռազմավարական հավասարակշռություն, որը լրիվ պայմանավորված է կիրառման հատուկ պահանջներով, անհրաժեշտ վակուումի որակով և շահագործման մաքրության ու հուսալիության կարիքով: Վակուումային վառարանի պատյանը շատ ավելին է, քան պարզ աման. այն հիմնարար բաղադրիչ է, որը որոշում է վառարանի շահագործման ամբողջականությունը, անվտանգությունը և կյանքի տևողությունը: Որպես կնքված վանդակապատ, դրա հիմնական դերը բարձր ջերմաստիճանով աշխատող խորանարդը ամբողջովին մեկուսացնելն է արտաքին մթնոլորտից՝ այսպով ստեղծելով և պահպանելով բարդ ջերմային գործընթացների համար կարևոր վակուումային միջավայրը: Առանց այս ամուր կառուցվածքի փոխադրումը, ջերմային մշակումը, սպինտերացումը և հալումը կխանգարվեն մթնոլորտային աղտոտմամբ, ինչը կհանգեցնի օքսիդացված, թուլացված կամ ձախողված արտադրանքի: Պատյանի կառուցվածքը բարդ ինժեներական համրավորում է, որը հավասարակշռում է հսկայական մեխանիկական բեռնվածությունները, ծայրահեղ ջերմային գրադիենտները և խիստ անվտանգության պահանջները՝ միաժամանակ ծառայելով որպես հիմնական կառուցվածքային շրջանակ, որին մոտավորապես ամրացված են վառարանի մյուս բոլոր բաղադրիչները:
Խիստ նորություններ
EN
