Holdbarhed af højtemperatur PTFE-pakninger? 

Lad os være rigtige, når nogen spørger om højtemperatur PTFE-pakningers holdbarhed, forestiller de sig normalt en magisk forsegling, der håndterer 500°F for evigt. Det er det første sted, vi bliver snublet. PTFE er fantastisk, men høj temperatur er relativt, og holdbarheden afhænger af, hvad du faktisk beder den om at gøre. Er det kontinuerlig termisk cykling? Er der kemisk eksponering oven på varmen? Eller er det bare en statisk, varm flange? Svaret ændrer alt.

Den høje temperatur misforståelse og den materielle virkelighed

Ren PTFE begynder at krybe betydeligt over 400°F (omkring 204°C). Du kan finde datablade, der siger, at det kan bruges op til 500°F (260°C), og teknisk set vil det ikke smelte med det samme. Men ved disse øvre grænser bliver dens fysiske egenskaber blødere. Pakningen kan koldflyde, hvilket betyder, at den langsomt deformeres under boltbelastning, hvilket fører til spændingsafslapning og eventuel lækage. Så holdbarhed ved 250°C er et spørgsmål om tid og pres, ikke et simpelt ja/nej.

Jeg husker et projekt på en kemisk linje med intermitterende damprensning. Temperaturen ville stige til 230°C i korte perioder. Vi brugte en PTFE pakning, og det virkede... i omkring tre måneder. Derefter startede utætheder ved bolthullerne. Problemet var ikke spidstemperaturen i sig selv, men de gentagne termiske cyklusser kombineret med flangerotationen under boltning. Materialet mistede sin modstandsdygtighed.

Det er derfor, fyldte PTFE-kvaliteter kommer i spil. Materialer som glasfyldt eller kulstoffyldt PTFE forbedrer krybemodstanden væsentligt. De kan håndtere højere mekaniske belastninger ved høje temperaturer, hvilket forlænger levetiden. Men selv da afvejer du noget af det rene PTFEs fremragende kemiske resistens. Det er altid et kompromis.

Fejltilstande, du kun lærer ved at se

Ud over krybning er den store dræber termisk nedbrydning. Langvarig eksponering i den øvre ende af temperaturområdet får PTFE til at blive skørt. Det smelter ikke; det begynder at revne, især under nedlukninger, når tingene køler af. Du vil finde pakningen knust i stykker, når du åbner flangen.

Et andet subtilt punkt er flangeoverfladen. Ved højtemperaturservices kan en savtakket finish angives for bedre bid. Men med et blødt materiale som PTFE kan disse takker skære ind i pakningen over tid, især under termiske ekspansions-/kontraktionscyklusser. Jeg har skiftet til en spiralviklet pakning med PTFE-fyldstof til sådanne tilfælde, hvor metalviklingerne tager det mekaniske bid, og PTFE'en sørger for tætningen. Meget bedre holdbarhed.

Tryk er den anden halvdel af ligningen. En højtemperatur-, lavtryksdampledning kan lade en PTFE-pakning holde i mange år. Den samme temperatur med højt indre tryk, især hvis det er cyklisk, vil drastisk forkorte dens levetid. Belastningen på pakningsfladen ændrer sig konstant og bearbejder materialet.

Praktiske udvælgelse og installation faldgruber

Pakningstykkelse betyder mere, end folk tror. For apps med høj temperatur har jeg en tendens til at blive tyndere. En 1,5 mm pakning har mindre materiale til at krybe og forvrænge end en 3 mm. Det kræver også højere boltbelastning for at tætne i starten, hvilket fører til den næste kritiske faktor: boltningsproceduren.

Hvis du ikke får boltbelastningen lige fra starten, så glem alt om langsigtet høj temp ydeevne. Underspænding, og den indledende tætning er dårlig. Overdrejning, og du har komprimeret PTFE'en ud over restitution, hvilket accelererer krybningen. Det er ikke kun god praksis at bruge en kalibreret momentnøgle og en korrekt krydsmønsterstramningssekvens; det er forskellen på en pakning der holder et år eller tre.

Det lærte vi på den hårde måde på en bank af varmevekslere. Vedligeholdelsesteamet brugte slagnøgler til hastighed. Pakningerne (en forstærket PTFE-type) blæste ud inden for uger efter at have nået driftstemperaturen. Den ujævne, for store belastning skabte lokaliserede stresspunkter, som varmen afsluttede.

Hvornår skal du bruge det, og hvornår du skal gå væk

Så hvor giver en højtemp PTFE-pakning mening? For kontinuerlig service vil jeg være forsigtig over 200°C, medmindre det er en fyldt kvalitet, og trykket er lavt. Dens sweet spot er i ætsende drift, hvor temperaturen er moderat, men kemikalier udelukker de fleste elastomerer. For eksempel strømmer varm syre ved 150-180°C.

For ægte højtemperatur-, højtryksflanger, som ved strømproduktion, ser du på grafit-, spiralviklede eller ring-type samlinger. PTFE er ikke spilleren der. Jeg har set specifikationer fra ingeniørfirmaer, der blindt efterlyser PTFE til korrosionsbestandighed på en 280°C-linje, og det er en opskrift på en nedlukning. Du skal skubbe tilbage med de materielle grænser.

Nogle gange er løsningen lagdelt. Et projekt jeg arbejdede på med en leverandør som Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. (de er baseret i Yongnian, det store fastgørelsesnav i Hebei, du kan finde dem på zitaifasteners.com) involverede ikke kun pakningen, men hele boltesystemet. Vi havde brug for højstyrkebolte, der kunne holde belastningen ved temperatur for at holde PTFE-pakningen funktionel. Det er et system, ikke en isoleret komponent.

Det langsigtede syn og alternativer

Holdbarhed handler i sidste ende om de samlede omkostninger. En billig PTFE-pakning, der svigter på 6 måneder, koster mere i arbejdskraft og nedetid end en dyrere spiralviklet pakning, der holder i 5 år. Du skal tage hensyn til vedligeholdelsesplanen og strækningens kritikalitet.

Ved udskiftninger i eksisterende flanger skal du altid måle mellemrummet ved driftstemperatur, hvis du kan. Gamle flanger skæver. Pakningen, du installerer kold, skal forsegle varm, i en forvrænget geometri. Nogle gange er den mest holdbare mulighed at fikse flangen først.

I sidste ende tvinger svar dig til at stille et dusin flere spørgsmål. Hvad er den nøjagtige temperaturprofil? Hvad er mediet? Hvad er flangetilstanden og boltningen? Der er ikke noget enkelt svar, kun et sæt afvejninger baseret på erfaring - og nogle gange på tidligere fiaskoer. Målet er ikke for evigt; det er for et forudsigeligt, pålideligt serviceinterval, som du kan planlægge omkring. Og for det er forståelsen af ​​materialets grænser i den virkelige verden det eneste, der virker.