لضمان سلامة المعدات واستقرارها على المدى الطويل-، يجب أن تلتزم سخانات خرطوشة الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في أوعية الضغط العالي-بتقييمات مقاومة الضغط الصارمة والمؤشرات الفنية. يتم تفصيل المعايير الشاملة عبر جوانب متعددة في هذا التحليل.
الهدف الرئيسي لمعايير مقاومة الضغط هو مطابقة الضغط التصميمي. يجب أن يتم تجاوز الحد الأقصى المسموح به لضغط العمل (MAWP) للسفينة من خلال تصنيف ضغط السخان، والذي يتضمن عادةً عامل أمان يتراوح من 1.5 إلى 3 مرات. على سبيل المثال، يجب أن يكون السخان قادرًا على تحمل 15 إلى 30 ميجا باسكال إذا كان ضغط تصميم الوعاء 10 ميجا باسكال. يجب اجتياز اختبار الضغط الهيدروستاتيكي بمقدار 1.5 مرة من الضغط التصميمي من أجل الصمود لمدة 30 دقيقة دون تسرب أو تشوه. علاوة على ذلك، يجب أن تكون مقاومة خضوع المادة 205 ميجا باسكال على الأقل، كما في حالة الفولاذ المقاوم للصدأ 304، أو أكبر بالنسبة لدرجات مثل 316L، ويجب أن يكون ضغط الانفجار ثلاثة أضعاف الضغط التصميمي على الأقل. ونظرًا للتغيرات المحتملة في أوعية الضغط العالي- الناتجة عن متطلبات العملية، مثل الضغط الدوري وخفض الضغط، يجب أن يتحمل السخان أكثر من 100000 اختبار لدورة الضغط (على سبيل المثال، من 0 إلى 20 ميجا باسكال) دون ظهور شقوق التعب الهيكلي من أجل إظهار القدرة على التكيف مع الضغط الديناميكي.
تعد مؤشرات أداء المواد ضرورية . 316L (06Cr17Ni12Mo2) و310S (06Cr25Ni20) من الدرجات المفضلة للفولاذ المقاوم للصدأ لأنها أكثر مقاومة للتآكل ولديها قوة أعلى في درجات الحرارة العالية من 304. 316L مناسب للتطبيقات الكيميائية أو البحرية نظرًا لمقاومته للتآكل Cl- (التركيز الحرج أكبر من أو يساوي 200 جزء في المليون) في بيئات أيون الكلوريد- الصيغة t=(P · D) / (2S · E - 0.2P)، حيث P هو ضغط التصميم، D هو القطر الخارجي، S هو إجهاد المادة المسموح به، و E هي كفاءة وصلة اللحام (1.0 للأنابيب غير الملحومة)، يجب استخدامها لتحديد سمك الجدار وفقًا لمعايير ASME BPVC. HG/T20592-يلزم استخدام فلنجات أو خيوط متوافقة لإغلاق الهياكل؛ يجب أن تستخدم الواجهات الملولبة خيوط NPT أو M ذات مواد مانعة للتسرب ذات درجة حرارة عالية، مثل حشوات الجرافيت. يتم استخدام TIG (لحام قوس الأرجون) لجسم الأنبوب ونهايات الختم، وتجتاز اللحامات فحص الأشعة السينية من المستوى الثاني.
الأداء الحراري والسلامة الكهربائية ضرورية. يجب استخدام مقياس قوة 500 فولت تيار مستمر لتقييم مقاومة العزل لحالة البرد-، والتي يجب أن تكون 100 ميجا أوم على الأقل. وفقًا للمواصفة IEC 60335، يستدعي اختبار تحمل الجهد 1500 فولت لمدة دقيقة واحدة دون حدوث عطل. تحت الجهد المقنن، لا يمكن أن يكون تيار التسرب أكبر من 0.5 مللي أمبير/كيلوواط. لتجنب الغليان المحلي، يقيد تصميم الطاقة تحميل السطح إلى أقل من أو يساوي 8 وات/سم² لتسخين السوائل وأقل من أو يساوي 3 وات/سم² لتسخين الهواء. يتم استخدام منظمات الحرارة ثنائية المعدن أو أجهزة استشعار PT100 مع خطأ في العمل يبلغ ± 5 درجة للحماية من الحرارة الزائدة.
التحقق من التكيف البيئي يضمن الاعتمادية. يجب أن تكشف اختبارات دورة درجة الحرارة من -40 درجة إلى 300 درجة على مدى 100 دورة سريعة عن عدم وجود علامات على فشل الختم أو التشقق. في محاليل الأس الهيدروجيني 2-12، يتطلب التوافق المتوسط معدلات تآكل أقل من أو تساوي 0.1 مم/سنة بعد 240 ساعة. 316L يجب أن يجتاز اختبارات نمو وزن الأكسدة لمدة 72 ساعة (أقل من أو يساوي 2 مجم/دسم2) للوسائط المؤكسدة مثل البخار شديد السخونة (150 درجة /0.8 ميجاباسكال).
يعد اختبار الاهتزاز الذي يحاكي النقل أو التشغيل (10-200 هرتز، تسارع 2G) لمدة ساعتين دون فك الهيكل أحد متطلبات القوة الميكانيكية والتركيب. يجب ربط مسامير الفلنجة قطريًا بنسبة 70% من قوة خضوع المسمار عند تركيب سن اللولب M18، ويجب أن يتراوح عزم الدوران بين 30 و35 نيوتن متر لمنع تشوه سطح الختم.
مطلوب الامتثال للمعايير وإصدار الشهادات. يجب أن تتبع السخانات القسم الثامن من ASME، PED 2014/68/EU (توجيه معدات الضغط)، أو GB/T 1235-2017. تعتبر شهادة ATEX أو IECEx (مثل Ex d IIB T4) ضرورية لإعدادات المتفجرات.
في الختام، تشكل مقاومة الضغط، والمواد، والعوامل الكهربائية، والبيئية، وغيرها من العوامل مجموعة متعددة الأوجه من المؤشرات الفنية لسخانات خرطوشة الفولاذ المقاوم للصدأ في -حاويات الضغط العالي. لضمان الأداء والسلامة، يجب أن يتضمن الاختيار التحقق المركّز استنادًا إلى ضغط تصميم الوعاء، وخصائص الوسط، وظروف التشغيل.
