Wat zijn smeltpluggen?
Smeltpluggen zijn een type veiligheidsvoorziening dat wordt gebruikt in persluchtsystemen, boorputkoppen en stoomsystemen. Ze worden beschouwd als de laatste verdedigingslinie en worden vaak ingezet om een catastrofale storing, zoals een explosie, te voorkomen. Terwijl veiligheidskleppen machines beschermen tegen overdruk, beschermen smeltpluggen machines tegen oververhitting.
Smeltplug
Smeltpluggen worden veel toegepast in verschillende industrieën vanwege hun eenvoudige ontwerp, effectiviteit en verbeterde veiligheid. Ze worden vaak geïnstalleerd in persluchtsystemen en kolengestookte ketels; ketels die lichte stookolie (LFO) of gas verbranden, zijn niet altijd uitgerust met een smeltplug.
Materialen van Smeltpluggen
Smeltpluggen bevatten een smeltlegering gehuisvest in een messing, brons of geelkoper schroefdraad pluglichaam. Het materiaal dat voor de smeltlegering is gekozen, heeft een vooraf bepaalde smelttemperatuur die lager is dan de smelttemperatuur van het pluglichaammateriaal. Een veelgebruikt smeltlegeringsmateriaal is tin, dat een smelttemperatuur heeft van 232°C (450°F).
Smeltpluglichaam en Legering
Geniet je van dit artikel? Zorg er dan voor dat je onze Engineering Video Cursussen bekijkt! Elke cursus heeft een quiz, handboek, en je ontvangt een certificaat wanneer je de cursus afrondt. Veel plezier!
Hoe werken smeltpluggen
De smeltlegering binnen een smeltplug is ontworpen om te smelten bij een lagere temperatuur dan het omringende pluglichaam. Als de plug wordt blootgesteld aan verhoogde temperaturen, zal de smeltlegering smelten en zal er een rechte of conische kanaal worden gevormd in de lengte door het pluglichaam. Het open kanaal maakt het mogelijk dat de systeemdruk direct naar een vooraf bepaalde locatie wordt afgevoerd. Voor persluchtsystemen is deze locatie meestal gewoon de ruimte rond de plug. Voor ketels is het waarschijnlijker dat het de oven of vuurhaard is. Het pluglichaam van de smeltplug is vaak zo gevormd dat er een fluitend geluid ontstaat wanneer de systeemdruk wordt afgevoerd, dit fungeert als een lokale hoorbare alarm voor systeemoperators.
De onderstaande video is een fragment uit onze Mechanische en Elektrische Engineering Uitgelegd Online Videocursus.
Wat is het doel van een smeltplug?
Persluchtsystemen
Persluchtinstallaties vormen een aanzienlijk risico als ze aan vuur worden blootgesteld, omdat de lucht binnen het systeem wordt verwarmd en de systeemdruk stijgt totdat de druk te groot wordt voor het systeem om te houden. Als dit gebeurt, kan de druk catastrofaal vrijkomen. Een ander gevaar is dat de oliedamp binnen de luchtcompressor kan ontbranden door de verhoogde temperaturen; deze faalmodus kan ook catastrofaal zijn.
Stoomsystemen (Stoomketels)
Smeltpluggen worden in ketels geïnstalleerd om het risico van een ketelontploffing als gevolg van lage waterverbranding te verminderen. Een scenario met een laag waterniveau in een ketel zou leiden tot oververhitting van de warmteoverdrachtsoppervlakken en resulterende schade aan de ketel zou optreden (met potentieel catastrofale gevolgen).
Ketelsmeltpluggen worden geclassificeerd als stoom geactiveerd of vuur geactiveerd, en kunnen worden geïnstalleerd op zowel vuurpijpketels als waterpijpketels. Het is ook mogelijk om ketelsmeltpluggen te classificeren als zijnde vuurzijde of waterzijde pluggen. Vuurzijde pluggen worden van de vuurzijde naar de waterzijde geschroefd. Waterzijde pluggen worden van de waterzijde naar de vuurzijde geschroefd.
Vuurzijde Smeltplug
Ketelsmeltpluggen ontluchten meestal stoom naar de vuurhaard, wat de ketelvlam dooft en zo de temperatuur en druk van het stoomsysteem vermindert.
Waar een Smeltplug te Installeren
Persluchtsystemen
Voor persluchtsystemen kunnen smeltpluggen overal binnen het systeem worden geïnstalleerd, maar ze worden meestal geïnstalleerd direct na de luchtcompressor(s) en op persluchtopslagtanks (niet-gestookte drukvaten).
Locatie van Persluchttank Smeltplug
Stoomsystemen
Vuurpijpketel smeltpluggen worden geïnstalleerd 1 tot 2 inch boven de hoogste rij buizen. Typische locaties voor smeltpluggen zijn de kroonplaat (bovenkant van de verbrandingskamer), achterste buisplaat (Scotch marine ketel) en voorste buisplaat (vuurhaardketel). De gekozen locatie hangt af van het ketelontwerp.
Locatie van Vuurpijpketel Smeltplug
Onderhoud van Smeltpluggen
Persluchtsystemen
Persluchtsystemen worden normaal gesproken schoon gehouden. Er kan enige olieoverdracht optreden vanuit de compressoren, maar dit kan worden voorkomen door het gebruik van olievrije compressoren of filters. Er kan ook vocht worden overgedragen, maar drogers (meestal adsorptie of koeltypes) worden gebruikt om het vocht te verwijderen.
Als olie en vocht worden verwijderd, blijft het persluchtsysteem schoon en blijft de smeltplug in goede staat, d.w.z. niet bedekt met een oliefilm of gecorrodeerd door water. Desondanks is periodieke vervanging van de plug vereist als onderdeel van een preventief onderhoudsplan (en soms om te voldoen aan wettelijke vereisten).
Stoomsystemen
Er zijn verschillende factoren die de werking van een ketelsmeltplug kunnen beïnvloeden, deze hebben betrekking op het isoleren van de plug waardoor deze niet correct functioneert. Isolatie van de smeltplug is een probleem dat kan optreden aan de waterzijde, vuurzijde, of beide zijden van de plug.
Aan de waterzijde kunnen opgeloste stoffen zich vastzetten op warmteoverdrachtsoppervlakken en een isolatiebarrière vormen; deze isolatiebarrière staat bekend als kalkaanslag. De isolatiebarrière vermindert de warmteoverdrachtsnelheid van de warmteoverdrachtsoppervlakken (voornamelijk ketelbuizen), wat een overeenkomstige vermindering van de ketelrendement en lokale oververhitting veroorzaakt. Kalkaanslag op de smeltplug kan ervoor zorgen dat de smeltplug niet werkt zoals ontworpen omdat de warmteoverdracht is belemmerd.
Kalkaanslag op Smeltplug
Aan de vuurzijde kan roet van de verbranding zich ophopen op het oppervlak van de smeltplug en een isolatiebarrière vormen. Als dit gebeurt, kan de smeltplug niet functioneren zoals bedoeld. Roet moet tijdens onderhoud van verwarmingsoppervlakken worden verwijderd.
Roet op Smeltplug
Naarmate tin (de smeltlegering) ouder wordt, verslechteren de eigenschappen ervan. Om deze reden wordt vaak jaarlijkse vervanging van smeltpluggen geadviseerd. De ASME Boiler and Pressure Vessel Code adviseert jaarlijkse vervanging van smeltpluggen op alle kolengestookte ketels.
Gerelateerde Online Engineering Cursussen
Introductie tot Stoom, Ketels en Thermodynamica
Laag Water Brandstof Afsluitapparaten Uitgelegd
Aanvullende Bronnen
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusible_plug