Murtunut jakotukin liitäntä
Äskettäin asennettu PTFE-lämmönvaihdin toimii kolme kuukautta ilman tapauksia. Sitten jakotukin liitäntä alkaa vuotaa. Huolto kiristää puristusliitosta. Vuoto pysähtyy väliaikaisesti. Viikkoja myöhemmin PTFE-putkeen ilmestyy hiushalkeama sovituspinnalle. Kela on poistettava korjausta varten.
Vikaanalyysi ei löydä kemiallista hajoamista. Ei ylipainetta-. Ei mekaanista vaikutusta. Lämpölaajenemisjännityksen aiheuttama halkeama{4}}putken liikkuminen rajoittui sen lämmetessä ja jäähtyessä päivittäisten käyttöjaksojen aikana. Jännitys keskittyi jäykkään jakotukin liitäntään, kunnes materiaali väsyi.
Tämä vikatila on täysin estettävissä oikeilla asennustavoilla. Se ei johdu materiaalin puutteesta vaan väärinymmärryksestä, kuinka PTFE käyttäytyy lämpökierron aikana.
Jäykkä rajoitusongelma
PTFE laajenee noin 0,12 mm metriä kohden Celsius-astetta kohti. 1,5-metrinen 20 astetta 140 asteeseen lämmitetty putki kasvaa yli 21 mm. Jos putki on kiinnitetty jäykästi molemmista päistä ilman tätä liikettä, laajeneminen muuttuu puristusjännitykseksi. Jännityssuuruus lähestyy materiaalin myötölujuutta korotetussa lämpötilassa.
Suurin jännitys keskittyy suurimman rajoituksen kohtaan: jakotukin liitäntään. Tässä putki menee jäykkään liittimeen, joka on kiinnitetty kiinteään kokoojaan. Jos viereinen putken osa ei voi laajeta vapaasti, taivutusjännitys kehittyy liitospintaan. Toistuvat lämpösyklit aiheuttavat väsymishalkeilua tällä jännityspitoisuudella.
Vika on siinä, ettei käytetä vääriä liittimiä. Se järjestää putken reitityksen ja tukijärjestelmän tavalla, joka estää vapaan lämpöliikkeen. Jokainen jäykkä rajoitin jakotukin liitoksen ja ensimmäisen vapaan laajennuspisteen välillä on mahdollinen vikapaikka.
Taulukko 1: Yleiset lämpölaajenemisasennuksen virheet ja korjaukset
| Asennusvirhe | Stressin seuraus | Visuaalinen ilmaisin | Oikea asennustapa |
|---|---|---|---|
| Suora putki kahden kiinteän otsikon välissä, ei laajennussilmukkaa | Aksiaalinen lommahdus tai sovitusmurtuma | Putken taivuttaminen otsikoiden välissä; halkeilevat sopivat kasvot | Sisällytä laajennussilmukka tai joustava osa |
| Ensimmäinen tukipuristin liian lähellä jakotukkia | Uloke taivutus kiinnityskohdassa | Halkeama sovitusmutterin tai putken pinnassa | Ensimmäinen tuki 50 %:lla normaalista etäisyydestä otsikosta |
| Jäykkä puristin tartuntaputki tiukasti | Rajoitettu aksiaalinen laajeneminen; paikallinen taivutus | Putken muodonmuutos puristimen reunassa | Uraohjain, jossa 0,5 mm välys liukumista varten |
| Useita putken taivutuksia lyhyessä osassa ilman välitukea | Yhdistetty taivutusjännitys | Halkeilua mutkien sisäsäteellä | Tuki mutkien välillä; runsaat taivutussäteet |
| Jakotukki kiinnitetty jäykästi putket vapaana | Differentiaalinen liikerasitus otsikon liitoksissa | Vuoto useissa liitännöissä samanaikaisesti | Anna jakoputken kellua tai varmista putken tasainen kiinnitys |
Ensimmäinen tukietäisyyssääntö
Etäisyys jakotukin liitännästä ensimmäiseen putken tukeen on kriittisin mitta PTFE-lämmönvaihtimen asennuksessa. Tämän etäisyyden on oltava riittävän lyhyt estämään liiallinen taivutusjännitys omapainosta-, mutta riittävän pitkä, jotta putki voi laajeta ja supistua vapaasti aiheuttamatta suurta taivutusrasitusta liittimeen.
Vakiosääntö: ensimmäisen tukietäisyyden tulee olla puolet normaalista tukietäisyydestä, jota käytetään muun putken aikana. Vaakasuuntaisessa PTFE-lämmönvaihtimessa, joka toimii 120 asteessa 10 mm:n ulkohalkaisijan letkulla, normaali tukiväli on 300 mm. Ensimmäisen tuen tulee olla 150 mm jakotukin pinnasta.
Tämä pienempi etäisyys rajoittaa ulokkeen taivutusmomenttia liittimessä samalla kun se tarjoaa riittävän vapaan pituuden lämpöliikkeelle. Jakotukin ja ensimmäisen tuen välinen putki voi taipua hieman puristuksen alaisena, jolloin se absorboi laajenemisen ilman liiallista-jännitystä.
Laajennussilmukan integrointi
Jos putken kulku on yli 1 metri kiinteiden pisteiden välillä, laajennussilmukka on pakollinen. Silmukka on U--muotoinen mutka putkilinjassa, joka taipuu absorboidakseen lämpöpituuden muutoksia. Silmukan mitat riippuvat odotetusta laajenemisesta, putken halkaisijasta ja sallitusta taivutusjännityksestä.
Oikein suunniteltu laajenemissilmukka muuttaa aksiaalisen laajenemisen taivutuspoikkeutukseksi, joka pysyy materiaalin kimmorajojen sisällä. Silmukan tulee sijaita putkilinjan keskipisteessä. Silmukan kummallakin puolella olevien tukien on sallittava vapaa liike laajenemissuunnassa samalla kun ne estävät sivuttaisliikkeen.
Kompakteihin asennuksiin, joihin täydet laajennussilmukat eivät mahdu, spiraali- tai kelakokoonpanot tarjoavat luontaisen laajennuskyvyn. Kierretty putki toimii jousena, joka absorboi pituusmuutoksia kelan halkaisijan pienistä muutoksista.
Yhteenveto
Lämpölaajenemisjännitys PTFE-lämmönvaihtimen jakotukin liitännöissä johtuu asennusvirheistä, jotka estävät putken vapaan liikkeen. Jäykät kiinnitykset, väärä tuen sijoitus ja laajennussilmukoiden puuttuminen keskittävät jännityksen liitospintaan, mikä johtaa väsymishalkeamiseen.
Oikea asennus tarjoaa kontrolloidun vapauden lämpöliikkeelle. Ensimmäinen tuki asetetaan puoleen normaalin etäisyyden päähän jakotukkista. Laajennussilmukat absorboivat pituuden muutokset pidemmillä ajoilla. Uritetut ohjaustuet mahdollistavat aksiaalisen liukumisen ja estävät sivuttaissiirtymän.
Tiettyjen PTFE-lämmönvaihdinkokoonpanojen asennusohjeet ja tekniset arviot ovat saatavilla, kun toimitetaan putken reitityspiirustukset, käyttölämpötila-alue, putken mitat ja jakotukin liitostiedot.
