Analiza czynników technicznych wpływających na zjawisko korozyjnego pękania płyt wymienników ciepła.

• Autorzy: Weroński A. , Pałka K. , Kiełbiński J.

Warianty tytułu

EN

An analysis of factors influencing the corrosion crack phenomenon of the heat exchanger plates.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono typowe warunki eksploatacji płytowych wymienników ciepła - ciśnienia, temperatury oraz czynniki robocze. Przedstawiono analizę konstrukcji wymiennika (szczególnie strefę uszczelnienia) z opisem obciążeń płyty. Przeanalizowano dwa rodzaje konstrukcji płyt - z usztywnionym ('U') i swobodnym ('S') obrzeżem. Przedstawiono rozkład momentu gnącego oraz rozkład naprężeń występujących w strefie uszczelnienia płyt wymienników ciepła przy zastosowaniu nowatorskiej teorii podparcia sprężystego. Dokonano analizy współczynników bezpieczeństwa w stosunku do granicy plastyczności oraz wytrzymałości zmęczeniowej. Przedstawiono mikrostrukturę płyty wymiennika z widocznym kruchym przełomem oraz kruchym pęknięciem śród- i międzykrystalicznym, co świadczy o wystąpieniu korozji naprężeniowej i zmęczeniowej. Wykazano, że przy wersji konstrukcyjnej z usztywnionym obrzeżem płyty wartość maksymalna naprężeń wynosi 350 MPa, co powoduje przeciążenie w stosunku do wartości dopuszczalnych. Znacznie lepszą jest wersja 'S', dla której naprężenia maksymalne osiągaja wartość 160 MPa, a współczynnik bezpieczeństwa, zarówno w stosunku do granicy plastyczności, jak i w stosunku do wytrzymałości zmęczeniowej, mieści się w zalecanych przez literaturę granicach. Wyniki studium przedstawiono we wnioskach.

EN

In this paper typical working conditions of the plate heat exchangers temperatures, pressures and medium types have been presented. The construction of the plate heat exchangers, especially the seal area and load description, was presented. Two kinds of plates: with stiffened ('U') and free ('S') border plate, were analysed. On the basis of the new theory of elastic support the bending moment distribution and the stress pattern were also presented in this paper. the safety coefficients (in comparison with proof and fatigue strength) were compared. in this paper the microstructure of the plate with the brittle fracture and inter- and transcrystalline cracks was presented. There is an effect of the strain and fatigue corrosion. In this paper the value of the maximum stress in the seal groove: in the 'U' type of the plate (siffened) was presented and it was 350 MPa, and in the 'S' type (free) it was 160 MPa. The 'S' type is better there is less stress and both safety coefficients in comparison with the proof stress and fatigue strength are in the recommended range.

Słowa kluczowe

PL

pękanie korozyjne; wymiennik ciepła; płyta; warunki eksploatacji; uszczelnienie; obciążenie; rozkład naprężeń; zmęczenie; odkształcenie; stal austenityczna; stal nierdzewna

EN

corrosion crack; heat exchanger; plate; working conditions; seal; load; stress pattern; fatigue; strain; safety coefficient; austenitic steel; stainless steel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1998
• Tom: R. XIX, nr 5
• Strony: 1301--1306
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Weroński A.

• Politechnika Lubelska

autor

Pałka K.

• Politechnika Lubelska

autor

Kiełbiński J.

• Politechnika Lubelska

• Politechnika Lubelska

Bibliografia

• [1] BN-78/6616-16. Niewulkanizowane i wulkanizowane płyty gumowe na uszczelki i inne wyroby kontaktujące się z mlekiem i jego przetworami.
• [2] Ciszewski A., Radomski T.: Materiały konstrukcyjne w budowie maszyn. PWN, Warszawa 1989.
• [3] Colombier L., Hochmann J.: Stale odporne na korozję i stale kwasood porne. Wyd. „Śląsk”, Katowice 1964.
• [4] Dietrych M.: Podstawy konstrukcji maszyn, T.1. WNT, Warszawa 1995.
• [5] Drozd W., Folek K.. Korozja naprężeniowa płytowych wymienników ciepła. Ochrona przed korozją, nr 9, 10/1981.
• [6] Garbunowski J., Dobrowolski W.: Aparatura i urządzenia techniczne w przemyśle mleczarskim. WSiP, Warszawa 1974.
• [7] Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, Warszawa 1971.
• [8] Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa 1984
• [9] Katalogi firm Vicarb, Ciat, Alfa Laval, Swep.
• [10] Lebiediew P. D.: Wymienniki ciepła, urządzenia suszarnicze i chłodnicze. WNT. Warszawa 1970.
• [11] Niezgodziński M., Niezgodziński T.: Wytrzymałość materiałów. PWN, Warszawa 1981.
• [12] Niezgodziński M., Niezgodziński T: Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe. PWN, Warszawa 1996.
• [13] Pękalak M., Radkowski S.: Gumowe elementy sprężyste. PWN, Warszawa 1981.
• [14] Pijanowski E., Zmarlicki S.: Zarys chemii i technologii mleczarstwa. PWRiL, Warszawa 1985.
• [15] Popko H., Popko R.: Maszyny przemysłu spożywczego. Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej 1997.
• [16] Praca zbiorowa: Ochrona przed korozją. Poradnik. WKiŁ, Warszawa 1986.
• [17] Praca zbiorowa: Urządzenia i aparatura do podstawowych operacji przemysłowych i chemicznych. WNT, Warszawa 1969.
• [18] Smirnow A. F.: Soprotiwlenije materiałów. Moskwa 1975.
• [19] Stabnikow W. N., Popow W. D., Łysianskij W.M., Riedko F.A.: Procesy i aparaty w przemyśle spożywczym. WNT, Warszawa 1978.
• [20] Weroński A., Kiełbiński J., Szewczyk S., Pałka K., Hus W. Badania czynników wpływających na trwałość płytowych wymienników ciepła i i opracowanie zaleceń konstrukcyjnych i technologicznych. Sprawozdanie z pracy badawczo – rozwojowej. Politechnika Lubelska, Lublin 996.
• [21] Weroński A., Hejwowski T.: Thermal Fatigue of Metals. Marcel Dekker Inc., New York 1992.