مکانیسم شکست سوزاندن خشک لوله‌های گرمایش فلنجی در تجهیزات مخزن آب در مقیاس بزرگ-
لوله های گرمایش فلنجی پرکاربردترین اجزای گرمایشی در مخازن بزرگ آب صنعتی، مخازن ذخیره روغن و سیستم های گرمایش متمرکز هستند و مکانیسم خرابی و نقاط خطر سوزاندن خشک آنها کاملاً با لوله های گرمایش غوطه وری معمولی متفاوت است. به دلیل قدرت گرمایش زیاد، بدنه لوله بلند و ساختار نصب لایه ای، هیترهای فلنجی مستعد سوختن خشک موضعی هستند تا سوختن خشک کلی، و آسیب گرمای بیش از حد موضعی غیر معمول را ایجاد می کنند. سوزاندن خشک موضعی منجر به پیری نامتقارن بدنه لوله، کربنیزاسیون عایق موضعی و سوراخ شدن جزئی پوسته می شود که طول عمر کلی لوله های گرمایش فلنج را به شدت کاهش می دهد. طرح نظارت بر دمای منطقه بندی ترموکوپل منطبق می تواند به طور موثر مشکل سوزاندن خشک موضعی ناشناخته لوله های گرمایش فلنجی بزرگ را حل کند.
ویژگی‌های ساختاری لوله‌های گرمایش فلنجی خطر سوختن خشک منحصر به فرد آنها را تعیین می‌کند. لوله‌های گرمایش فلنجی از چندین لوله گرمایش U شکل تشکیل شده‌اند که در آرایه‌هایی مرتب شده‌اند، با قدرت کلی بالا و طول گرمایش طولانی. در طول طراحی و نصب تجهیزات، بخش لوله پایین به طور کامل در محیط غوطه ور می شود، در حالی که بخش لوله بالایی نزدیک به مرز سطح مایع است. هنگامی که سطح مایع اندکی کاهش می یابد یا گردش محیط ناهموار است، آرایه لوله بالایی ابتدا در معرض هوا قرار می گیرد و سوزش خشک موضعی ایجاد می کند، در حالی که بدنه لوله پایین هنوز در حالت گرمایش عادی است. این حالت گرمایش نامتقارن باعث می شود دمای محلی بدنه لوله بیش از 400 درجه متفاوت باشد و اختلاف تنش حرارتی زیادی ایجاد می کند.
سوزاندن خشک موضعی باعث آسیب درجه بندی شده به لوله های گرمایش فلنجی می شود. بخش لوله در معرض حرارت فوق العاده{1}}آسیب ناشی از سوختن خشک در دمای بالا ایجاد می کند که منجر به کربن شدن عایق، اکسیداسیون پوسته و تغییر شکل حرارت قرمز می شود. بخش لوله غوطه ور به طور معمول با دمای پایدار کار می کند. عملکرد نامتقارن طولانی مدت باعث اعوجاج و خمش جدی بدنه لوله تحت تنش حرارتی، آسیب اکستروژن ساختار عایق داخلی در مرز خمشی، و خطاهای نشتی الکتریکی متمرکز در مرز سطح مایع می شود. اکثر خرابی‌های لوله گرمایش فلنج در خط سطح مایع رخ می‌دهد، که مشخصه‌ای معمول از آسیب سوختگی خشک موضعی است.
طبقه بندی متوسط مخزن بزرگ و مناطق مرده جریان، خطرات سوختگی خشک محلی را تشدید می کند. در مخازن بزرگ آب ساکن و مخازن نفت، محیط دارای پدیده سیالیت و طبقه بندی دما ضعیف است. محیط محلی نزدیک لوله گرمایش گرم شده و تبخیر می شود تا شکاف های بخار گذرا ایجاد کند که منجر به سوزش خشک موضعی متناوب بدنه لوله می شود. این سوختن خشک ناشی از بخار{3}}بسیار پنهان است و نمایش سطح مایع سیستم عادی است، بنابراین شناسایی خطرات پنهان از طریق تشخیص سطح مایع معمولی غیرممکن است.
پیکربندی سنتی محافظ تکی دارای نقص های آشکاری در حفاظت از هیتر فلنجی است. یک سوئیچ سطح مایع تنها می تواند سطح کلی مایع را نظارت کند و نمی تواند قرار گرفتن در معرض لوله محلی را شناسایی کند. یک ترموکوپل تنها می‌تواند دمای متوسط را تشخیص دهد و نمی‌تواند افزایش دمای سوختن خشک موضعی آرایه لوله بالایی را ثبت کند که منجر به گرمای موضعی محافظت نشده طولانی‌مدت می‌شود.
حفاظت منطقه‌ای و طراحی بهینه‌شده، سوختن خشک موضعی لوله فلنج را به طور اساسی حل می‌کند. برای تنظیم آستانه هشدار اولیه برای مرز سطح مایع آرایه لوله گرمایش، نظارت بر سطح مایع چند نقطه‌ای را اتخاذ کنید. سنسورهای دمای ترموکوپل منطقه‌بندی‌شده را در بخش آسان-خشک-سوختن بالا پیکربندی کنید تا پایش مستقل دما و خاموش-قدرت بیش از حد دما- انجام شود. بهینه سازی دستگاه همزن در گردش متوسط برای از بین بردن مناطق مرده جریان و خطرات پنهان شکاف بخار. بهینه سازی ساختاری معقول و پیکربندی حفاظت چند نقطه ای به طور کامل عیوب خشک شدن موضعی لوله های گرمایش فلنجی بزرگ را از بین می برد و پایداری کلی سیستم های گرمایش مخزن صنعتی را بهبود می بخشد.
