Näkymättömän halkeaman uhka
Lämmönvaihtimien PTFE-jakotukit kokevat suurimman mekaanisen rasituksen järjestelmässä. Syklinen lämpölaajeneminen, höyrynpaine ja satunnainen vesivasaran keskittymä jännitys jakotukin putken läpiviennissä, laipan siirtymissä ja tuen kiinnityspisteissä. Tuhansien lämpösyklien aikana mikro-halkeamia voi syntyä näissä jännityspitoisuuksissa.
Nämä halkeamat ovat näkymättömiä paljaalla silmällä alkuvaiheessaan-yleensä 0,1-0,5 mm pitkiä ja aukkojen leveys alle 0,05 mm. Ne eivät vuoda. Lämmönvaihdin toimii normaalisti. Mutta jatkuvassa syklisessä kuormituksessa halkeamat leviävät. Nykyään vaaraton pintavika oleva halkeama muuttuu seinän läpi kulkevaksi vuotoreitiksi kuukausien kuluessa.
Vakiopainetestaus ei havaitse varhaisen{0}}vaiheen halkeamia, koska halkeama ei vielä tunkeudu seinään. PTFE:n ainutlaatuisiin pintaominaisuuksiin mukautettu väriaineen tunkeutumistarkastus voi havaita pintamurtumat-halkeamien varhaisessa vaiheessa, mikä mahdollistaa ajoitetun korjauksen ennen vuodon ilmenemistä.
Mukautettu väriaineen tunkeutumismenetelmä
Metalleille kehitetty vakiovärien tunkeutumisainetestaus käyttää alhaista-pintajännitystä-läpäisyainetta, joka imeytyy pinnan halkeamiin kapillaaritoiminnalla. Viipymisajan jälkeen ylimääräinen tunkeutumisaine poistetaan, ja kehite vetää loukkuun jääneen tunkeutuvan aineen ulos halkeamasta, jolloin se näkyy.
PTFE on haaste tälle menetelmälle. Sen alhainen pintaenergia (18-20 mN/m) kestää tavanomaisten penetranttien aiheuttamaa kastelua. Läpäisevät helmet pinnalla sen sijaan, että ne imeytyvät halkeamiin. Tavallinen metallitestauksen tunkeutumisaine ei tunnista luotettavasti halkeamia PTFE:ssä.
Mukautus käyttää penetranttia, joka on formuloitu matalaen{0}}energiapinnoille ja joka sisältää fluorisurfaktanttia, joka vähentää nestemäistä-kiinteää pintajännitystä PTFE:n kostutuskynnyksen alapuolelle. Läpäisyaine leviää PTFE-pinnalle ja tunkeutuu hienoihin halkeamiin kapillaarivaikutuksella. Viipymäaikaa pidennetään 30-60 minuuttiin, jotta materiaali pääsee tunkeutumaan tiiviisiin halkeamiin ilman kapillaarivetoa.
Taulukko 1: Mukautettu väriaineen läpäisymenetelmä PTFE-lämmönvaihtimen komponenteille
| Vaihe | Vakiomenettely (metallit) | Mukautettu menettely (PTFE) | Muutoksen perustelut |
|---|---|---|---|
| Pintojen puhdistus | Liuotinpyyhe | Pesuainepesu + vesihuuhtelu + perusteellinen kuivaus | PTFE vaatii öljyjen ja irrotusaineiden poistamista; liuotin voi jättää jäännöksiä, jotka estävät kastumista |
| Läpäisevä sovellus | Suihkulla tai harjalla | Upotus tai tulvasovellus; säilyttää kostean pinnan | Suihke ei välttämättä peitä tasaisesti{0}}vähäenergiaisella pinnalla |
| Viipymäaika | 5-30 minuuttia | 30-60 minuuttia 20-30 asteessa | Pidentynyt tunkeutumisaika PTFE:n vähäistä kapillaarivetovoimaa vastaan |
| Ylimääräinen poisto | Vesipesu tai liuotinpyyhe | Hellävarainen vesihuuhtelu; vältä korkeapaineruiskutusta- | PTFE-pinta naarmuuntuu helposti; aggressiivinen poisto voi sulkea halkeamia |
| Kehittäjäsovellus | Kuiva jauhe tai märkä suspensio | Vain kuivajauhekehite; minimaalinen hankaus | Märkäkehittimet eivät välttämättä kiinnitä PTFE:tä; jauhe tarjoaa kontrastin ilman pintavuorovaikutusta |
| Tarkastus | Valkoinen valo tai UV (fluoresoiva penetrantti) | UV-fluoresoiva tunkeutumisaine erittäin suositeltavaa | Fluoresoiva ilmaisin tarjoaa paremman kontrastin valkoista PTFE-taustaa vasten |
| Tulkinta | Lineaariset merkinnät > 1,5 mm katsotaan merkityksellisiksi | Mikä tahansa lineaarinen osoitus pituudesta riippumatta on merkityksellinen | PTFE:n{0}}alkuvaiheen halkeamat ovat kunnossa; kaikki indikaatiot ansaitsevat arvioinnin |
Halkeama vs. pinta-artefaktin tulkinta
PTFE-pinnat sisältävät työstöjälkiä, suulakepuristuslinjoja ja satunnaisia valmistuksen aiheuttamia pinnan aukkoja. Nämä ominaisuudet voivat vangita tunkeutuvan aineen ja tuottaa merkkejä, jotka jäljittelevät halkeamia. Todellisten halkeamien erottaminen hyvänlaatuisista pinnan ominaisuuksista edellyttää PTFE:n tyypillisen halkeaman morfologian ymmärtämistä.
PTFE-jakotukkien todelliset jännityshalkeamat ovat lineaarisia, suunnattu kohtisuoraan vetojännityksen enimmäissuuntaan nähden. Putken läpiviennissä halkeamia säteilee ulospäin reiän reunasta. Laipan siirtymissä halkeamat kulkevat kehämäisesti sädettä pitkin. Tukipisteissä halkeamat syntyvät kosketusreunasta ja etenevät jakotukin runkoon.
Pinta-artefaktit ovat tyypillisesti suunnattuja työstö- tai suulakepuristussuuntiin, niillä on tasainen ulkonäkö, eivätkä ne näytä todellisten halkeamien haarautumis- tai epäsäännöllistä etenemisreittiä. Toistuva tarkastus ajan mittaan osoittaa, että artefaktit pysyvät muuttumattomina todellisten halkeamien kasvaessa.
Kaikkia lineaarisia osoitteita, jotka seuraavat jännitys{0}}yhdenmukaista suuntaa, on pidettävä halkeamana, kunnes toisin todistetaan. Komponentti tulee poistaa käytöstä tai aluetta tarkkailla lyhennetyin tarkastusvälein.
Tarkastustiheys
Jakotukin väriaineen tunkeutumisen tarkastus tulee suorittaa samoin väliajoin kuin lämmönvaihtimen tärkeimmät huoltojaksot -tyypillisesti vuosittain yleishuollossa, puolivuosittain{1}}vakavissa lämpökiertosovelluksissa. Ensimmäinen tarkastus määrittää lähtötilanteen. Myöhemmät tarkastukset verrataan lähtötilanteeseen uusien tai kasvavien oireiden tunnistamiseksi.
Jakotukit, joihin on kertynyt yli 5 000 lämpösykliä, tulee tarkastaa jokaisella huoltokerralla, koska halkeamien alkamisen todennäköisyys kasvaa syklien määrän myötä.
Yhteenveto
PTFE-lämmönvaihtimen jakoputkien varhaisen-vaiheen jännityshalkeilu on havaittavissa käyttämällä mukautettua väriaineen tunkeutumismenetelmää, jossa on fluori-pinta-aktiivinen aine, pidennetty viipymäaika ja fluoresoiva kehite. Menetelmä tunnistaa pinnan-murtumat halkeamat ennen kuin ne tunkeutuvat seinämän paksuuden läpi, mikä mahdollistaa ajoitetun korjauksen hätävaihdon sijaan.
Tarkastuksia suositellaan vuosittain tai jokaisen suuren huoltovälin välein, tiheämmin 5 000 lämpöjakson jälkeen. Kaikki lineaariset indikaatiot, jotka on suunnattu johdonmukaisesti jännityskuvioiden kanssa, katsotaan merkityksellisiksi, ja ne edellyttävät seurantaa tai korjausta.
Tekniset menettelyt PTFE-väriaineen tunkeutumisen tarkastukseen ovat saatavilla, kun toimitetaan jakoputken geometria, materiaalitiedot, käyttölämpötila- ja painekiertohistoria sekä aiemmat halkeamat tai vuodot.
