Toistuva vuoto
PTFE-lämmönvaihdin toimii 25 asteen välillä seisokin aikana ja 140 asteen välillä tuotannon aikana. Kuuden tai kahdeksan viikon välein laippaliitos alkaa itkeä. Huolto-kiristää pultteja. Vuoto pysähtyy väliaikaisesti ja palaa sitten takaisin. Tiiviste on vaihdettava useiden-vääntömomenttijaksojen jälkeen.
Tiivistemateriaali on kemiallisesti yhteensopivaa. Laippapinnat ovat puhtaat ja tasaiset. Pultit on määritetty oikein. Liitos ei kuitenkaan voi säilyttää tiiviyttä toistuvien lämpöjaksojen aikana. Perimmäinen syy on tiivistemateriaalin ominaisuuksien, lämpölaajenemiserojen ja pultin kireyden rentoutumisen välisessä vuorovaikutuksessa.
Thermal Cycling Failure Mechanism
Pultattu laippaliitos tiivistää, kun pultin kireys puristaa tiivistettä riittävästi täyttämään laipan pinnan epätasaisuudet ja pitämään kosketusjännityksen minimitiivistysjännityksen yläpuolella. Lämpökierto heikentää tätä tilaa useiden samanaikaisten mekanismien kautta.
PTFE-laipat ja metallilaipat laajenevat eri nopeuksilla. PTFE-laippa laajenee noin kymmenen kertaa enemmän kuin teräksinen vastalaippa kuumennettaessa 25 astetta 140 asteeseen. Tämä differentiaalinen laajeneminen lisää tiivisteen puristusta lämmityksen aikana, mikä saattaa murskata tiivisteen elastisen palautumisrajan yli. Jäähtymisen aikana PTFE supistuu enemmän kuin teräs, mikä vähentää tiivisteen puristusta. Jos tiiviste on puristettu, se ei voi laajentua täyttämään rentouttavaa aukkoa.
Pultin kireys rentoutuu ajan myötä tiivistemateriaalin ja PTFE-laippapintojen virumisen vuoksi. Korotetussa lämpötilassa tämä rentoutuminen kiihtyy. Pultin kireys satojen käyttötuntien jälkeen voi olla 40-60 % alkuperäisestä asennusarvosta. Kun järjestelmä jäähtyy, alennettu pultin kireys yhdistettynä differentiaaliseen supistukseen avaa vuototien.
Taulukko 1: Tiivistemateriaalin suorituskyky PTFE-lämmönvaihtimen lämpöpyöräilypalvelussa
| Tiivisteen materiaali | Puristussarjan vastus | Creep Rentoutuminen 120 asteessa | Palautuminen purkamisen jälkeen | Re{0}}momenttitaajuus | Soveltuvuusluokitus |
|---|---|---|---|---|---|
| Neitsyt PTFE-levy | Huono | Korkea (40-60 % stressin menetys) | Erittäin matala | 4-6 viikon välein | Huono |
| Reilu | kohtalainen (25-35 %) | Matala | 3-4 kuukauden välein | Reilu | |
| Laajennettu PTFE (ePTFE) | Reilu | Keskitaso-Korkea (30-40 %) | Kohtalainen | 2-3 kuukauden välein | Reilu |
| PTFE-kuori, jossa metalliydin | Hyvä | Matala (15-20 %) | Hyvä | Vuosittain | Hyvä |
| Joustava grafiitti PTFE-pinnoitteella | Erittäin hyvä | Erittäin alhainen (5-10 %) | Erinomainen | Harvoin vaaditaan | Erinomainen |
| FKM (Viton) - rajoitettu kemikaalien käyttö | Erinomainen | Matala (10-15 %) | Erinomainen | Harvoin vaaditaan | Erinomainen (tarkista kemiallinen yhteensopivuus) |
Suorituskykytiedot perustuvat tiivistevalmistajien julkaisemiin virumisrelaksaatio- ja puristusarvoihin 120 asteessa. Re-vääntömomenttitaajuusarviot pyöräilylle 25 asteen ja 140 asteen välillä PTFE--vuoratuilla laipoilla.
Asennuskäytännöt, jotka estävät vikoja
Oikea pultin kiristysmomentti on kriittinen ja usein ymmärretty väärin. PTFE-laipan pulttien vääntömomentti on huomattavasti pienempi kuin metallilaippojen, koska PTFE-kylmä-virtaa liiallisen puristuksen alaisena. Tiivisteen valmistajan vääntömomenttisuositusta tietylle tiivistemateriaalille ja laippatyypille tulee noudattaa tarkasti. Yli-kiristys murskaa tiivisteen ja nopeuttaa virumisen rentoutumista. Alikiristys ei saavuta pienintä tiivistysjännitystä.
Pulttien päiden alla olevat Belleville-jousialuslevyt kompensoivat lämpölaajenemista ja tiivisteen virumista. Jousen taipuma säilyttää lähes -vakiopultin kireyden liitoksen rentoutuessa. Oikein suunniteltu jousipino voi pienentää vääntömomentin taajuutta kuukausittaisesta{3}}vuoteen.
Hallittu pulttien kiristysjärjestys varmistaa tasaisen tiivisteen puristuksen. Pultit tulee kiristää risti-kuviolla kolmessa vaiheessa: 30 %, 60 % ja 100 % tavoitemomentista. 24 tunnin käyttölämpötilassa olon jälkeen yksi re{7}}vääntömomentti 100 %:n tavoitevääntömomentilla kompensoi alkuvuodon-rentoutumisessa. Lisää kiristysmomentteja ei{11}} pitäisi tarvita, jos tiivistemateriaali ja jousialuslevyt on määritetty oikein.
Yhteenveto
Ennenaikainen tiivistevika PTFE-lämmönvaihtimen laippaliitoksissa johtuu lämpölaajenemisen erosta, tiivisteen puristussarjasta ja pultin kireyden rentoutumisesta lämpösyklin aikana. Virgin PTFE -tiivisteet toimivat huonosti korkean virumisen ja alhaisen palautumisen vuoksi. Metalli-ydin- tai jousi-tiivisteet tarjoavat luotettavan pitkäaikaisen-tiivistyksen.
Oikea pulttien vääntömomentti, Belleville-jousialuslevyt ja valvotut kiristystoimenpiteet pidentävät tiivisteen käyttöikää kuukausista vuosiin. Yksinkertainen vääntömomentti-alkulämmityksen-jälkeen kompensoi pehmusteen-sisään. Myöhempi{5}}kiristäminen ei saa olla rutiinia,-sen välttämättömyys on merkki väärästä tiivisteen valinnasta tai asennuksesta.
PTFE-lämmönvaihtimen tiivisteiden valintaa ja laipan huoltoa koskevat tekniset suositukset ovat saatavilla, kun toimitetaan käyttölämpötila-alue, laipan materiaalit ja mitat, prosessikemia ja nykyinen tiivisteen vikahistoria.
