متانة حشية PTFE ذات درجة الحرارة العالية؟ 

لنكن واقعيين، عندما يسأل شخص ما عن متانة حشية PTFE ذات درجة الحرارة العالية، فإنه عادةً ما يتصور ختمًا سحريًا يتحمل درجة حرارة 500 درجة فهرنهايت إلى الأبد. هذا هو المكان الأول الذي نتعثر فيه. يعد PTFE رائعًا، لكن درجة الحرارة المرتفعة نسبية، وتعتمد المتانة على ما تطلب منه فعله بالفعل. هل هي دورة حرارية مستمرة؟ هل هناك تعرض كيميائي فوق الحرارة؟ أم أنها مجرد شفة ثابتة وساخنة؟ الجواب يغير كل شيء.

المفهوم الخاطئ لارتفاع درجة الحرارة والواقع المادي

يبدأ PTFE النقي في الزحف بشكل ملحوظ فوق 400 درجة فهرنهايت (حوالي 204 درجة مئوية). يمكنك العثور على أوراق بيانات تقول إنه قابل للاستخدام حتى 500 درجة فهرنهايت (260 درجة مئوية)، ومن الناحية الفنية، لن يذوب على الفور. ولكن عند تلك الحدود العليا، تضعف خصائصه الفيزيائية. يمكن أن تتدفق الحشية على البارد، مما يعني أنها تتشوه ببطء تحت حمل الترباس، مما يؤدي إلى تخفيف الضغط والتسرب في نهاية المطاف. لذا، فإن المتانة عند درجة حرارة 250 درجة مئوية هي مسألة وقت وضغط، وليست مجرد نعم أو لا.

أتذكر مشروعًا على خط كيميائي مع التنظيف بالبخار المتقطع. سترتفع درجة الحرارة إلى 230 درجة مئوية لفترات قصيرة. استخدمنا أ طوقا PTFE، وعملت... لمدة ثلاثة أشهر تقريبًا. ثم بدأت التسريبات في فتحات الترباس. لم تكن المشكلة هي درجة الحرارة القصوى في حد ذاتها، ولكن الدورات الحرارية المتكررة جنبًا إلى جنب مع دوران الشفة أثناء التثبيت. فقدت المادة مرونتها.

وهذا هو السبب وراء ظهور درجات PTFE المملوءة. تعمل المواد مثل PTFE المملوءة بالزجاج أو المملوءة بالكربون على تحسين مقاومة الزحف بشكل كبير. يمكنهم التعامل مع الأحمال الميكانيكية العالية في درجات حرارة مرتفعة، مما يطيل عمر الخدمة. ولكن حتى في هذه الحالة، فإنك تستبدل بعضًا من المقاومة الكيميائية الرائعة التي يتميز بها PTFE. إنها دائمًا تسوية.

أوضاع الفشل لا تتعلمها إلا من خلال الرؤية

وبعيدًا عن الزحف، فإن القاتل الأكبر هو التدهور الحراري. يؤدي التعرض لفترة طويلة عند الطرف العلوي من نطاق درجة الحرارة إلى جعل PTFE هشًا. لا يذوب. يبدأ في التصدع، خاصة أثناء عمليات إيقاف التشغيل عندما تبرد الأمور. ستجد الحشية محطمة إلى قطع عند فتح الحافة.

نقطة أخرى دقيقة هي الانتهاء من سطح الحافة. في الخدمات ذات درجة الحرارة العالية، قد يتم تحديد تشطيب مسنن للحصول على قضمة أفضل. ولكن مع مادة ناعمة مثل PTFE، يمكن لهذه المسننات أن تقطع الحشية بمرور الوقت، خاصة أثناء دورات التمدد/الانكماش الحراري. لقد قمت بالتبديل إلى حشية حلزونية مع حشو PTFE لمثل هذه الحالات، حيث تأخذ اللفات المعدنية اللدغة الميكانيكية، ويوفر PTFE الختم. أفضل بكثير المتانة.

الضغط هو النصف الآخر من المعادلة. قد يسمح خط البخار ذو درجة الحرارة المرتفعة والضغط المنخفض بحشية PTFE لسنوات عديدة. نفس درجة الحرارة مع الضغط الداخلي المرتفع، خاصة إذا كانت دورية، سوف تقصر من عمرها بشكل كبير. يتغير الحمل على وجه الحشية باستمرار، مما يؤدي إلى تشغيل المادة.

الاختيار العملي ومزالق التثبيت

سمك الحشية مهم أكثر مما يعتقده الناس. بالنسبة للتطبيقات ذات درجة الحرارة العالية، أميل إلى أن أصبح أنحف. تحتوي الحشية مقاس 1.5 مم على مادة أقل زحفًا وتشويهًا من الحشية مقاس 3 مم. كما يتطلب أيضًا حمل مسمار أعلى للإغلاق في البداية، مما يؤدي إلى العامل الحاسم التالي: إجراء التثبيت.

إذا لم تقم بتحميل الترباس بشكل صحيح منذ البداية، فنسى الأمر على المدى الطويل درجة حرارة عالية الأداء. عزم دوران منخفض، والختم الأولي ضعيف. الإفراط في عزم الدوران، وقمت بضغط PTFE إلى ما هو أبعد من التعافي، مما يؤدي إلى تسريع الزحف. إن استخدام مفتاح عزم الدوران المُعاير وتسلسل ربط النمط المتقاطع المناسب ليس مجرد ممارسة جيدة؛ إنه الفرق بين الحشية التي تدوم سنة أو ثلاث.

لقد تعلمنا هذا بالطريقة الصعبة على مجموعة من المبادلات الحرارية. استخدم فريق الصيانة مفاتيح ربط للسرعة. انفجرت الحشيات (نوع PTFE المقوى) في غضون أسابيع من الوصول إلى درجة حرارة التشغيل. أدى الحمل الزائد وغير المتساوي إلى خلق نقاط ضغط موضعية أدت إلى انتهاء الحرارة.

متى تستخدمه ومتى تبتعد عنه

إذًا، أين يكون استخدام حشية PTFE ذات درجة الحرارة العالية منطقيًا؟ بالنسبة للخدمة المستمرة، سأكون حذرًا فوق 200 درجة مئوية ما لم تكن درجة مملوءة والضغط منخفضًا. مكانها الجميل هو في خدمة التآكل حيث تكون درجة الحرارة معتدلة ولكن المواد الكيميائية تستبعد معظم اللدائن. على سبيل المثال، تيارات حمضية ساخنة عند درجة حرارة 150-180 درجة مئوية.

بالنسبة للفلنجات ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي، كما هو الحال في توليد الطاقة، فإنك تنظر إلى الجرافيت أو الجروح الحلزونية أو المفاصل الحلقية. PTFE ليس اللاعب هناك. لقد رأيت مواصفات من شركات هندسية تدعو بشكل أعمى إلى استخدام PTFE لمقاومة التآكل على خط 280 درجة مئوية، وهي وصفة لإيقاف التشغيل. عليك أن تقاوم الحدود المادية.

في بعض الأحيان، يكون الحل متعدد الطبقات. مشروع عملت عليه مع مورد مثل شركة Handan Zitai Fortener Manufacturing Co. ، Ltd. (مقرهم في Yongnian، مركز التثبيت الكبير في Hebei، يمكنك العثور عليهم في Zitaifasteners.com) لا يقتصر الأمر على الحشية فحسب، بل يشمل نظام التثبيت بأكمله. كنا بحاجة إلى براغي عالية القوة يمكنها الحفاظ على الحمل عند درجة الحرارة للحفاظ على عمل حشية PTFE. إنه نظام، وليس مكونًا معزولًا.

النظرة طويلة المدى والبدائل

المتانة تتعلق في النهاية بالتكلفة الإجمالية. إن حشية PTFE الرخيصة التي تفشل خلال 6 أشهر تكلف المزيد من العمل ووقت التوقف عن العمل مقارنة بحشية الجرح الحلزونية الأكثر تكلفة والتي تدوم 5 سنوات. أنت بحاجة إلى مراعاة جدول الصيانة ومدى أهمية الخط.

بالنسبة للبدائل في الفلنجات الموجودة، قم دائمًا بقياس الفجوة عند درجة حرارة التشغيل إذا استطعت. الشفاه القديمة تشوه. يجب أن تكون الحشية التي تثبتها على البارد ساخنة، في شكل هندسي مشوه. في بعض الأحيان، يكون الخيار الأكثر ديمومة هو إصلاح الحافة أولاً.

في النهاية، الإجابة تجبرك على طرح عشرات الأسئلة الأخرى. ما هو ملف درجة الحرارة الدقيق؟ ما هو الوسيط؟ ما هي حالة شفة والانشقاق؟ لا توجد إجابة واحدة، بل مجرد مجموعة من المقايضات بناءً على الخبرة، وأحيانًا على إخفاقات الماضي. الهدف ليس إلى الأبد. إنها فترة خدمة يمكن التنبؤ بها وموثوقة يمكنك التخطيط لها. ولهذا السبب، فإن فهم حدود العالم الحقيقي للمادة هو الشيء الوحيد الذي ينجح.