1. 95№3 март 2008
HYDROCARBON PROCESSING: СЛУЧАЙ ИЗ ПРАКТИКИ
ПОЛОМКИ СУШИЛОК
T. Sofronas, инженер-консультант, Хьюстон, Техас
Предварительный анализ сушилок может обеспечить выполнение плана в будущем
Многие из описанных случаев, опубликованных
в печати, встречаются в разных отраслях промышлен-
ности. Они, очевидно, отражают опыт авторов, инте-
ресны читателям, использующим этот опыт в их ра-
боте, которая представляет широкий спектр техноло-
гических установок и оборудования. Когда в техноло-
гических установках применяется гранулированный
продукт, могут быть востребованы сушилки (см. рис.).
Технологические сушилки всех типов обеспечи-
вают перемешивание гранулированного продукта
и передачу ему тепла. Сушилки обычно имеют ло-
пасти; когда эти лопасти ломаются, установка может
остановиться на длительный период.
В нашем примере рассматривается сушилка боль-
шого размера. Фактически, она имела 100 лопастей
(на рисунке показано 8 лопастей) и длину примерно
20 фут (1 фут = 0,3048 м). При проверке установки
во время ее простоя с целью очистки наружной повер-
хности сварочного шва, с помощью которого лопасть
была приварена к валу, была обнаружена трещина.
Она появилась в месте, максимально удаленном от
сгибания лопасти и точки воздействия напряжения
при кручении. Дефектный шов был отшлифован
и повторно наварен без проведения анализа.
Руководство установки считало, что могли возник-
нуть более серьезные повреждения, по этой причине
было принято решение выполнить действующий план.
Руководство включило в план этот анализ, который был
выполнен после того, как установку ввели в действие.
Этот анализ начали с предварительных расчетов
путем перестановки хорошо известного уравнения
мощности. Силу крутящего момента F равноцен-
но разделили между лопастями; n = 100, R = 21 ,
hp = 100 л.с., rpm = 15 об/мин:
F = 63 000hp/(nRrpm) = 200 фунт.
Большая часть вращающего момента идет на «пре-
одоление» гранулированного продукта и на трение.
Составляющая сила Fb, вызывая изгибание лопастей,
ориентирована на угол и. В этом примере = 10 .
Fb = F sin = 35 фунт.
Сварочные швы, соединяющие лопасти с валом,
аппроксимированы как два шва валиком с катетом
t , разъединенные толщиной h, каждый длиной L
Расстояние от Fb до шва Rw = 18″. Номинальная на-
грузка на скругленный сварочный шов при расчет-
ной высоте с моментом M = FbRw=630 дюйм·фунт
(1 фунт = 0,453 кг), составляет [1]:
=1,414M/[tL(h+t)].
Для данного случая, когда
T = 3/8 , L = 4 и h = 2, = 250 фунт/дюйм2
,
Это пренебрежимо малая номинальная нагрузка
на скругленный сварочный шов; если циклическая
нагрузка вследствие каких-либо причин, составля-
ет в три раза большую величину (750 фунт/дюйм2
,
1 фунт/дюйм2
= 6,89 кПа), она также незначительна.
Даже если анализ не показал причины поврежде-
ния, среди которых может быть основная проблема
изгибания лопасти – конструкторская недоработка,
необходимо учитывать следующее.
Необходимо разработать рабочую методику,
чтобы предотвратить затвердение продукта в сушил-
ке в течение холодного запуска аппарата в работу;
это следует учитывать и в пиковых запусках двигате-
ля. Такой запуск двигателя может стать следствием
воздействия высокого напряжения изгиба на лопас-
ти, как отмечено в инструкции производителя.
При простое аппарата все лопасти должны быть
проверены на наличие трещин
Любое повреждение лопасти, даже один отлом-
ленный кусочек, требует металлографического ана-
лиза, осуществляемого с целью выявления коррозии,
усталости металла, трещины от внезапного удара
или некачественной сварки. При разработке новых
модификаций следует учитывать результаты анализа
и проводить рабочие совещания на эту тему непос-
редственно с изготовителями.
С учетом указанных положений такие сушилки
работали более 10 лет без дальнейших поломок.
Перевел А. Степанов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Sofronas, A., Analytical Troubleshooting of Process
Machinery and Pressure Vessels: Including Real-World
Case Studies, p. 80, and see reference 14 for details,
ISBN: 0–471–73211–7, John Wiley & Sons.
Tony Sofronas (Т. Софронас), был широко из-
вестен как ведущий инженер-механик компа-
нии ExxonMobil прежде чем ушел на пенсию.
С имеющейся в распоряжении информацией
д-ра Софроноса, его книгами, материалами се-
минаров и лекций можно ознакомиться на сай-
те: http://www.mechanicalengineering-help.com.
Fhp, rpm Rw RFF
Fb
F
F
°
F F F
Вход
Подшипники Продукт
Лопасть
Сварочный
шов
Кожух
Закладка продукта
Ротационная сушилка обеспечивает перемешивание продукта
и теплопередачу в нем
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»