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“扭曲方形”热电偶套管抑制了VIV提高了设备故障安全性

来源:发表时间:2019-05-08


      受到流动的热电偶套管经受由振荡的涡流压力施加的动态应力。这些动态应力可能导致涡激振动(VIV),这是热套管应力失效的主要原因。为了解决这个问题,一个新的“扭曲方形”热电偶套管抑制了VIV,减少了设备故障的安全性。除了防止可导致昂贵停机的热电偶故障,甚至更糟糕的是,导致泄漏和爆炸,它还提供准确可靠的温度测量。
      指定传统热套管以避免VIV问题的困难激发了设计。大多数情况下,压力故障发生在传统的热电偶套管上,这些热电偶套管未按照ASME PTC 19.3 TW进行推荐计算,以确保热套管能够承受流体力和过程压力
上海自动化仪表三厂表示,尾流频率限制通常是最具挑战性的计算,特别是对于长热电偶套管或高速流量。验证频率限制对于确保热电偶套管的固有频率安全地远离斯特劳哈尔(涡旋脱落)频率至关重要。当这些频率收敛时,热电偶套管可以“锁定”到谐振条件,大大放大由VIV引起的动态应力。
      上海自动化仪表三厂指出,传统的热电偶套管会遇到锁定频率,使应力增加1,000倍或更多。避免这些锁定区域的传统解决方案是缩短热电偶套管或增加外径。但是,这些变化会降低精度并使温度测量的响应时间变差。
      由于更频繁地使用更小的管道尺寸,工艺速度正在增加,更多的最终用户一直选择标准化短而胖的热电偶套管以节省项目成本,但这些设备可能无法达到代表性读数的流程,该公司指出。
      扭曲的方形热电偶套管不会使热电偶套管变硬,而是使其尾流中的涡流失去同步,因此它们不会沿着热电偶套管的长度以均匀的相位均匀地定义或交替。这可以抑制涡流产生的动态应力,并将VIV激励抑制到安全水平。
      据报道,该设计将共振应力降低了90%以上,因此静态应力占主导地位。对于扭曲的方形热电偶套管,静态应力始终是限制因素。该公司声称,如果没有共振锁定,动态应力不会产生足够的能量损坏。
      “扭曲方形”简化了热套管的计算,适用于传统热电偶套管不通过ASME PTC 19.3 TW的应用。它允许使用现有喷嘴进行最佳穿透,并且可用于所有常规配置和材料。它还允许增长,因为工厂可以改变流速和其他操作条件而不会产生共振频率问题。此外,由于一种设计可用于各种应用,因此可减少库存需求。
      “最重要的是,它可以提供准确可靠的温度测量,同时防止可能导致昂贵停机的热套管故障,或者最坏的情况导致泄漏和爆炸。”
 

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