Czym są wtyki topikowe?
Wtyki topikowe to rodzaj urządzenia zabezpieczającego stosowanego w systemach sprężonego powietrza, głowicach odwiertów oraz systemach parowych. Są one uważane za ostatnią linię obrony i często używane są do zapobiegania poważnym awariom, takim jak eksplozje. Podczas gdy zawory bezpieczeństwa chronią urządzenia przed nadciśnieniem, wtyki topikowe zabezpieczają przed przegrzaniem.
Wtyk Topikowy
Wtyki topikowe znalazły szerokie zastosowanie w wielu branżach ze względu na swoją prostą konstrukcję, skuteczność i zwiększenie bezpieczeństwa. Są one powszechnie instalowane w systemach sprężonego powietrza oraz kotłach opalanych węglem; kotły spalające lekki olej opałowy (LFO) lub gaz nie zawsze są wyposażone w wtyk topikowy.
Materiały Wtyków Topikowych
Wtyki topikowe zawierają stop topikowy umieszczony w mosiężnym, brązowym lub armatnim gwintowanym korpusie. Materiał wybrany dla stopu topikowego ma określoną temperaturę topnienia, która jest niższa niż temperatura topnienia materiału korpusu. Powszechnym materiałem stopu topikowego jest cyna, która ma temperaturę topnienia 232°C (450°F).
Korpus Wtyku Topikowego i Stop
Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasze Kursy Wideo Inżynierii! Każdy kurs zawiera quiz, podręcznik i otrzymasz certyfikat po ukończeniu kursu. Miłej nauki!
Jak działają wtyki topikowe
Stop topikowy wewnątrz wtyku topikowego jest zaprojektowany tak, aby topił się w niższej temperaturze niż otaczający go korpus. Jeśli wtyk jest narażony na podwyższone temperatury, stop topikowy topi się, tworząc kanał lub stożkowy kanał wzdłuż korpusu. Otwarty kanał umożliwia bezpośrednie odpowietrzenie ciśnienia systemu do określonego miejsca. W systemach sprężonego powietrza jest to zazwyczaj przestrzeń otaczająca wtyk. W przypadku kotłów jest to bardziej prawdopodobne, że będzie to palenisko lub komora spalania. Korpus wtyku topikowego jest często ukształtowany tak, aby podczas odpowietrzania ciśnienia systemu powstawał gwizd, co działa jako lokalny alarm dźwiękowy dla operatorów systemu.
Poniższe wideo to fragment naszego Kursu Online Wyjaśniającego Inżynierię Mechaniczną i Elektryczną.
Jaki jest cel wtyku topikowego?
Systemy Sprężonego Powietrza
Instalacje sprężonego powietrza stanowią znaczne ryzyko, jeśli są narażone na działanie ognia, ponieważ powietrze w systemie nagrzewa się, a ciśnienie systemu wzrasta, aż do momentu, gdy ciśnienie jest zbyt duże, aby system mógł je utrzymać. Jeśli do tego dojdzie, ciśnienie może zostać uwolnione w sposób katastrofalny. Innym zagrożeniem jest to, że para olejowa w sprężarce powietrza może zapalić się z powodu podwyższonych temperatur; ten sposób awarii również może być katastrofalny.
Systemy Parowe (Kotły Parowe)
Wtyki topikowe są instalowane w kotłach w celu zmniejszenia ryzyka wybuchu kotła w wyniku niskiego poziomu wody. Sytuacja niskiego poziomu wody w kotle prowadziłaby do przegrzania powierzchni wymiany ciepła i spowodowałaby uszkodzenie kotła (z potencjalnie katastrofalnymi skutkami).
Wtyki topikowe w kotłach są klasyfikowane jako uruchamiane parą lub uruchamiane ogniem i mogą być instalowane zarówno w kotłach płomienicowych, jak i kotłach wodnorurkowych. Można również klasyfikować wtyki topikowe kotłów jako strona ogniowa lub strona wodna. Wtyki strony ogniowej są wkręcane od strony ogniowej do strony wodnej. Wtyki strony wodnej są wkręcane od strony wodnej do strony ogniowej.
Wtyk Topikowy Strony Ogniowej
Wtyki topikowe w kotłach zazwyczaj odpowietrzają parę do komory spalania, co gasi płomień kotła i tym samym zmniejsza temperaturę i ciśnienie systemu parowego.
Gdzie zainstalować wtyk topikowy
Systemy Sprężonego Powietrza
W systemach sprężonego powietrza wtyki topikowe mogą być instalowane w dowolnym miejscu w systemie, ale zazwyczaj są instalowane bezpośrednio za sprężarką powietrza oraz na zbiornikach magazynujących sprężone powietrze (zbiorniki ciśnieniowe nieopalane).
Lokalizacja Wtyku Topikowego na Zbiorniku Sprężonego Powietrza
Systemy Parowe
Wtyki topikowe w kotłach płomienicowych są instalowane 1 do 2 cali powyżej najwyższego rzędu rur. Typowe lokalizacje dla wtyków topikowych obejmują blachę korony (szczyt komory spalania), tylną blachę rur (kocioł morski Scotch) oraz przednią blachę rur (kocioł paleniskowy). Wybór lokalizacji zależy od konstrukcji kotła.
Lokalizacja Wtyku Topikowego w Kotle Płomienicowym
Konserwacja Wtyków Topikowych
Systemy Sprężonego Powietrza
Systemy sprężonego powietrza są zazwyczaj utrzymywane w czystości. Może wystąpić pewne przenoszenie oleju z kompresorów, ale można temu zapobiec, używając kompresorów bezolejowych lub filtrów. Może również wystąpić przenoszenie wilgoci, ale osuszacze (zwykle adsorpcyjne lub chłodnicze) są używane do usuwania wilgoci.
Pod warunkiem, że olej i wilgoć są usuwane, system sprężonego powietrza pozostanie czysty, a wtyk topikowy pozostanie w dobrym stanie, tj. nie pokryty filmem olejowym ani nie skorodowany przez wodę. Mimo to, okresowa wymiana wtyku jest wymagana jako część strategii prewencyjnej konserwacji (a czasami w celu spełnienia wymogów prawnych).
Systemy Parowe
Istnieje kilka czynników, które mogą wpływać na działanie wtyku topikowego w kotle, odnoszą się one do izolacji wtyku i jego nieprawidłowego działania w wyniku tego. Izolacja wtyku topikowego jest problemem, który może wystąpić po stronie wodnej, ogniowej lub po obu stronach wtyku.
Po stronie wodnej, rozpuszczone substancje stałe mogą się osadzać na powierzchniach wymiany ciepła i tworzyć izolacyjną barierę; ta izolacyjna bariera jest znana jako kamień. Izolacyjna bariera zmniejsza szybkość wymiany ciepła na powierzchniach wymiany ciepła (głównie rurach kotła), co powoduje odpowiednie zmniejszenie wydajności kotła i lokalne przegrzanie. Nagromadzenie kamienia na wtyku topikowym może spowodować, że wtyk topikowy nie będzie działał zgodnie z przeznaczeniem, ponieważ wymiana ciepła została zahamowana.
Kamień na Wtyku Topikowym
Po stronie ogniowej, sadz z procesu spalania może gromadzić się na powierzchni wtyku topikowego i tworzyć izolacyjną barierę. Jeśli do tego dojdzie, wtyk topikowy może nie działać zgodnie z zamierzeniem. Sadzę należy usuwać z powierzchni grzewczych podczas konserwacji.
Sadz na Wtyku Topikowym
W miarę starzenia się cyny (stopu topikowego), jej właściwości ulegają degradacji. Z tego powodu często zaleca się coroczną wymianę wtyków topikowych. Kodeks ASME dla Kotłów i Zbiorników Ciśnieniowych zaleca coroczną wymianę wtyków topikowych we wszystkich kotłach opalanych węglem.
Dodatkowe Zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Fusible_plug