Masalah Tangki Pernapasan
Tangki penyimpanan besar-50.000 hingga 500.000 liter-bernafas. Saat terisi, tekanan hidrostatis ribuan ton cairan mendorong dinding tangki keluar. Lapisan cangkang bawah mengembang secara radial sebesar 5-15 mm, tergantung pada diameter tangki, tinggi cairan, dan ketebalan dinding. Saat dikosongkan, dinding berkontraksi. Pergerakan radial ini terjadi pada setiap siklus pengisian-kosong. Selama umur pengoperasian tangki, dinding bergerak ke dalam dan ke luar ribuan kali.
Penukar panas yang terhubung secara kaku ke lantai tangki dan dinding tangki mengalami pergerakan ini sebagai perpindahan paksa. Sambungan ditarik terpisah saat dinding mengembang, dan dikompresi saat dinding berkontraksi. Perpindahan siklik membuat sambungan menjadi lelah, yang pada akhirnya menyebabkan kebocoran pada sambungan-ke-tabung atau kegagalan struktural pada rangka penyangga.
Penukar panas PTFE dapat dirancang dengan sistem pemasangan fleksibel yang mengakomodasi pergerakan dinding tangki dengan tetap mempertahankan posisi dan orientasi penukar. Fleksibilitas tersebut diintegrasikan ke dalam rangka penyangga dan sambungan utilitas, mengisolasi bundel tabung dari pergerakan struktural tangki.
Sistem Pemasangan Fleksibel
Rangka penyangga penukar panas ditambatkan ke lantai tangki pada salah satu ujungnya saja-ujung tetapnya. Ujung tetap diposisikan dekat pusat tangki, dimana pergerakan radial selama pengisian minimal. Ujung rangka yang berlawanan-ujung geser-ditopang pada-bantalan bantalan PTFE dengan gesekan rendah yang memungkinkan rangka meluncur relatif terhadap lantai tangki saat dinding tangki bergerak.
Rangka tidak menempel pada dinding tangki pada titik mana pun. Ujung geser bertumpu pada lantai tangki, dan bantalan bantalan mengakomodasi pergerakan relatif. Rangka dipandu oleh tiang vertikal yang mencegah perpindahan lateral sekaligus memungkinkan gerakan geser aksial. Tiang-tiang tersebut ditambatkan ke lantai tangki di luar lebar rangka, sehingga tidak mengganggu gerakan meluncur.
Sambungan pasokan uap dan pengembalian kondensat pada penetrasi dinding tangki dibuat dengan selang berlapis PTFE-fleksibel atau sambungan putar artikulasi yang menyerap pergerakan relatif antara penetrasi dinding tangki tetap dan header penukar panas geser. Sambungan fleksibelnya cukup panjang untuk mengakomodasi seluruh pergerakan dinding tanpa-memberikan tekanan berlebihan pada selang atau alat kelengkapan sambungan.
| Parameter Fleksibilitas | Spesifikasi |
|---|---|
| Pergerakan radial dinding tangki maksimum | 5-25mm (tergantung ukuran tangki) |
| Memperbaiki lokasi jangkar | Dekat pusat tangki (zona pergerakan radial minimum) |
| Bahan bantalan geser | Bantalan PTFE pada baja tahan karat yang dipoles atau jalur PTFE |
| Koefisien gesekan bantalan geser | 0,04-0,08 (PTFE pada permukaan halus) |
| Jenis koneksi utilitas yang fleksibel | Selang jalinan baja tahan karat berlapis PTFE-; radius tikungan minimum 10× diameter selang |
| Panjang koneksi | 3-5× rentang gerakan maksimum |
| Panduan bingkai | Tiang pemandu vertikal dengan jarak geser |
| Penekanan pada bundel tabung akibat pergerakan dinding | Nol (diserap oleh rangka geser dan sambungan fleksibel) |
Koordinasi Ekspansi Termal
Penukar panas PTFE sendiri mengembang ketika dipanaskan dari suhu lingkungan hingga suhu pengoperasian. Ekspansi termalnya (kira-kira 120 × 10⁻⁶/ derajat , atau 12 mm per meter untuk kenaikan suhu 100 derajat) harus dikoordinasikan dengan pergerakan dinding tangki. Dua gerakan-ekspansi termal penukar dan ekspansi hidrostatik tangki-terjadi secara bersamaan selama pengisian dan pemanasan tangki.
Ujung geser bingkai mengakomodasi kedua gerakan tersebut. Pergerakan total pada ujung geser adalah jumlah vektor pergerakan radial dinding tangki dan ekspansi termal diferensial antara rangka PTFE dan lantai tangki baja. Panjang bantalan bantalan PTFE diukur agar tetap bersentuhan penuh dengan lantai sepanjang rentang pergerakan gabungan, dengan margin tambahan untuk toleransi pemasangan.
Verifikasi dan Pemeliharaan
Mekanisme geser diverifikasi selama commissioning dengan mengisi tangki dengan air dan mengukur pergerakan dinding radial aktual dan perpindahan geser rangka. Nilai yang diukur dibandingkan dengan prediksi desain. Jika pergerakan sebenarnya melebihi rentang desain, panjang sambungan fleksibel dan dimensi bantalan bantalan ditinjau.
Bantalan bantalan geser diperiksa setiap tahun selama inspeksi internal tangki. Bantalan diganti jika menunjukkan keausan yang berlebihan atau jika koefisien gesekan meningkat karena kontaminasi permukaan. Selang fleksibel diperiksa apakah ada tanda-tanda lelah atau lecet dan diganti dalam siklus pencegahan 5 tahun.
Ringkasan
Penukar panas PTFE yang dirancang untuk tangki penyimpanan besar dilengkapi sistem pemasangan fleksibel yang mengakomodasi pergerakan radial dinding tangki selama siklus{0}}pengosongan. Jangkar tetap di dekat pusat tangki dan bantalan geser PTFE di ujung yang berlawanan memungkinkan rangka bergerak bersama struktur tangki tanpa memindahkan perpindahan ke bundel tabung. Sambungan utilitas yang fleksibel menyerap pergerakan relatif pada penetrasi dinding tangki. Desain ini menghilangkan tekanan siklik pada sambungan tabung yang dapat menyebabkan kegagalan kelelahan.
Dukungan teknik untuk-desain penukar panas PTFE tangki besar tersedia berdasarkan diameter dan tinggi tangki, kepadatan cairan, frekuensi siklus pengisian-kosong, tugas pemanasan, dan detail konstruksi lantai tangki yang ada.
