Opakujúci sa únik
Tepelný výmenník PTFE pracuje medzi 25 stupňami počas odstavenia a 140 stupňami počas výroby. Každých šesť až osem týždňov začne prírubové spojenie plakať. Údržba re-doťahuje skrutky. Únik sa dočasne zastaví a potom sa vráti. Po niekoľkých cykloch opätovného utiahnutia{7}}musíte vymeniť tesnenie.
Materiál tesnenia je chemicky kompatibilný. Povrchy prírub sú čisté a ploché. Skrutky sú správne špecifikované. Napriek tomu si spoj nemôže udržať tesnenie prostredníctvom opakovaných tepelných cyklov. Hlavná príčina spočíva v interakcii medzi vlastnosťami materiálu tesnenia, rozdielmi v tepelnej rozťažnosti a uvoľnením napätia skrutky.
Mechanizmus zlyhania tepelného cyklovania
Skrutkovaný prírubový spoj tesní, keď napätie skrutky dostatočne stlačí tesnenie, aby vyplnilo nedokonalosti povrchu príruby a udržalo kontaktné napätie nad minimálnym tesniacim napätím. Tepelné cyklovanie podkopáva tento stav prostredníctvom viacerých simultánnych mechanizmov.
PTFE príruby a kovové príruby sa rozťahujú rôznou rýchlosťou. PTFE príruba sa pri zahriatí z 25 stupňov na 140 stupňov roztiahne približne desaťkrát viac ako oceľová protiľahlá príruba. Táto rozdielna expanzia zvyšuje kompresiu tesnenia počas zahrievania, čo môže spôsobiť rozdrvenie tesnenia za hranicu jeho elastického zotavenia. Počas chladenia sa PTFE sťahuje viac ako oceľ, čím sa znižuje kompresia tesnenia. Ak tesnenie ustálo tlak, nemôže sa roztiahnuť, aby vyplnilo relaxačnú medzeru.
Napätie skrutiek sa v priebehu času uvoľňuje v dôsledku tečenia v materiáli tesnenia a v povrchoch príruby z PTFE. Pri zvýšenej teplote sa táto relaxácia zrýchľuje. Napätie skrutiek zostávajúce po stovkách hodín pri prevádzkovej teplote môže byť 40-60% hodnoty počiatočnej inštalácie. Keď sa systém ochladí, znížené napätie skrutiek v kombinácii s diferenciálnou kontrakciou otvorí cestu úniku.
Tabuľka 1: Vlastnosti materiálu tesnenia v tepelnej cyklickej službe PTFE tepelného výmenníka
| Materiál tesnenia | Odolnosť voči nastavenej kompresii | Plazivá relaxácia pri 120 stupňoch | Obnova po vyložení | Re-frekvencia krútiaceho momentu | Hodnotenie vhodnosti |
|---|---|---|---|---|---|
| Panenská PTFE doska | Chudák | Vysoká (40-60% strata stresu) | Veľmi nízka | Každých 4-6 týždňov | Chudák |
| PTFE so sklenenou výplňou | Spravodlivé | Stredné (25 – 35 %) | Nízka | Každé 3-4 mesiace | Spravodlivé |
| Expandovaný PTFE (ePTFE) | Spravodlivé | Stredné-Vysoké (30 – 40 %) | Mierne | Každé 2-3 mesiace | Spravodlivé |
| PTFE obal s kovovým jadrom | Dobre | Nízka (15 – 20 %) | Dobre | Ročne | Dobre |
| Flexibilný grafit s PTFE povlakom | velmi dobre | Veľmi nízka (5 – 10 %) | Výborne | Zriedkavo požadované | Výborne |
| FKM (Viton) - obmedzené chemické použitie | Výborne | Nízka (10 – 15 %) | Výborne | Zriedkavo požadované | Výborná (skontrolujte chemickú kompatibilitu) |
Výkonové údaje založené na hodnotách uvoľnenia a kompresie pri tečení publikovaných výrobcami tesnení pri 120 stupňoch. Re-odhady frekvencie krútiaceho momentu pre cyklovanie medzi 25 stupňami a 140 stupňami na prírubách-s PTFE.
Inštalačné postupy, ktoré zabránia zlyhaniu
Správny krútiaci moment je kritický a často nepochopený. Uťahovací moment skrutiek príruby z PTFE je výrazne nižší ako v prípade kovových prírub, pretože PTFE studený-tečie pri nadmernej kompresii. Je potrebné presne dodržiavať odporúčaný moment výrobcu tesnenia pre konkrétny materiál tesnenia a typ príruby. Prílišné-krútenie rozdrví tesnenie a urýchľuje uvoľnenie tečenia. Pod-krútením sa nedosiahne minimálne napätie tesnenia.
Pružinové podložky Belleville pod hlavami skrutiek kompenzujú tepelnú rozťažnosť a tečenie tesnenia. Priehyb pružiny udržuje takmer{1}}konštantné napätie skrutky, keď sa kĺb uvoľňuje. Správne navrhnutý zásobník pružín môže znížiť frekvenciu uťahovacieho momentu z mesačnej na ročnú.
Riadená sekvencia uťahovania skrutiek zaisťuje rovnomerné stlačenie tesnenia. Skrutky by sa mali uťahovať krížovo{1}}v troch krokoch: 30 %, 60 % a 100 % cieľového krútiaceho momentu. Po 24 hodinách pri prevádzkovej teplote jeden re{7}}prechod krútiaceho momentu pri 100 % cieľovom krútiacom momente kompenzuje počiatočné zaľahnutie-pri relaxácii. Ďalšie doťahovacie momenty by nemali byť potrebné, ak sú materiál tesnenia a pružné podložky správne špecifikované.
Zhrnutie
Predčasné zlyhanie tesnenia v prírubových spojoch PTFE výmenníka tepla je výsledkom rozdielnej tepelnej rozťažnosti, deformácie stlačenia tesnenia a uvoľnenia napätia skrutiek počas tepelných cyklov. Tesnenia z panenského PTFE fungujú zle kvôli vysokému tečeniu a nízkej výťažnosti. Kovové-tesnenia s jadrom alebo pružinou{3}}poskytujú spoľahlivé dlhodobé-tesnenie.
Správny krútiaci moment skrutiek, pružinové podložky Belleville a kontrolované postupy uťahovania predlžujú životnosť tesnenia z mesiacov na roky. Jediný opätovný{1}}krútiaci moment po počiatočnom zahriatí-kompenzuje podstielku-v. Následné opätovné{5}}dotiahnutie by nemalo byť rutinné-jeho nevyhnutnosť naznačuje nesprávny výber alebo inštaláciu tesnenia.
Technické odporúčania pre výber tesnenia výmenníka tepla z PTFE a údržbu príruby sú k dispozícii po predložení rozsahu prevádzkových teplôt, materiálov a rozmerov prírub, procesnej chémie a aktuálnej histórie porúch tesnenia.
