Αντοχή στη φλάντζα PTFE υψηλής θερμοκρασίας; 

Ας είμαστε αληθινοί, όταν κάποιος ρωτά για την ανθεκτικότητα της φλάντζας PTFE υψηλής θερμοκρασίας, συνήθως απεικονίζει μια μαγική σφράγιση που χειρίζεται για πάντα τους 500°F. Αυτό είναι το πρώτο μέρος που μας σκοντάφτουν. Το PTFE είναι υπέροχο, αλλά η υψηλή θερμοκρασία είναι σχετική και η ανθεκτικότητα εξαρτάται από το τι πραγματικά του ζητάτε να κάνει. Είναι συνεχής θερμικός κύκλος; Υπάρχει χημική έκθεση πάνω από τη ζέστη; Ή είναι απλώς μια στατική, καυτή φλάντζα; Η απάντηση αλλάζει τα πάντα.

Η παρανόηση της υψηλής θερμοκρασίας και η υλική πραγματικότητα

Το καθαρό PTFE αρχίζει να σέρνεται σημαντικά πάνω από 400°F (περίπου 204°C). Μπορείτε να βρείτε φύλλα δεδομένων που λένε ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί έως και 500°F (260°C) και τεχνικά, δεν θα λιώσει αμέσως. Αλλά σε αυτά τα ανώτερα όρια, οι φυσικές του ιδιότητες μαλακώνουν. Το παρέμβυσμα μπορεί να ρέει κρύα, πράγμα που σημαίνει ότι παραμορφώνεται αργά υπό το φορτίο μπουλονιού, οδηγώντας σε χαλάρωση του στρες και σε ενδεχόμενη διαρροή. Άρα, η αντοχή στους 250°C είναι θέμα χρόνου και πίεσης, όχι ένα απλό ναι/όχι.

Θυμάμαι ένα έργο σε μια χημική γραμμή με διακοπτόμενο καθαρισμό με ατμό. Η θερμοκρασία θα εκτοξευόταν στους 230°C για σύντομα χρονικά διαστήματα. Χρησιμοποιήσαμε α Φλάντζα PTFE, και λειτούργησε… για περίπου τρεις μήνες. Στη συνέχεια ξεκίνησαν διαρροές στις οπές των μπουλονιών. Το θέμα δεν ήταν η θερμοκρασία αιχμής αυτή καθαυτή, αλλά οι επαναλαμβανόμενοι θερμικοί κύκλοι σε συνδυασμό με την περιστροφή της φλάντζας κατά τη διάρκεια της βιδώματος. Το υλικό έχασε την ελαστικότητά του.

Γι' αυτό μπαίνουν στο παιχνίδι οι γεμάτες βαθμοί PTFE. Υλικά όπως PTFE με γυαλί ή άνθρακα βελτιώνουν σημαντικά την αντίσταση ερπυσμού. Μπορούν να χειριστούν υψηλότερα μηχανικά φορτία σε υψηλές θερμοκρασίες, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής. Αλλά ακόμα και τότε, ανταλλάσσετε μέρος της εξαιρετικής χημικής αντοχής του καθαρού PTFE. Είναι πάντα ένας συμβιβασμός.

Λειτουργίες αποτυχίας που μαθαίνετε μόνο βλέποντας

Πέρα από τον ερπυσμό, ο μεγάλος δολοφόνος είναι η θερμική υποβάθμιση. Η παρατεταμένη έκθεση στο πάνω άκρο του εύρους θερμοκρασίας προκαλεί το PTFE να γίνει εύθραυστο. Δεν λιώνει. αρχίζει να σπάει, ειδικά κατά τη διάρκεια τερματισμού λειτουργίας όταν τα πράγματα κρυώνουν. Θα βρείτε τη φλάντζα σπασμένη σε κομμάτια όταν ανοίξετε τη φλάντζα.

Ένα άλλο λεπτό σημείο είναι το φινίρισμα της επιφάνειας της φλάντζας. Σε υπηρεσίες υψηλής θερμοκρασίας, μπορεί να καθοριστεί ένα οδοντωτό φινίρισμα για καλύτερο δάγκωμα. Αλλά με ένα μαλακό υλικό όπως το PTFE, αυτές οι οδοντώσεις μπορούν να κόψουν τη φλάντζα με την πάροδο του χρόνου, ειδικά κατά τη διάρκεια των κύκλων θερμικής διαστολής/συστολής. Έχω αλλάξει σε μια σπειροειδή φλάντζα με πλήρωση PTFE για τέτοιες περιπτώσεις, όπου οι μεταλλικές περιελίξεις δαγκώνουν το μηχανικό δάγκωμα και το PTFE παρέχει τη σφράγιση. Πολύ καλύτερα ανθεκτικότητα.

Η πίεση είναι το άλλο μισό της εξίσωσης. Μια γραμμή ατμού υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλής πίεσης μπορεί να αφήσει μια φλάντζα PTFE να διαρκέσει χρόνια. Αυτή η ίδια θερμοκρασία με υψηλή εσωτερική πίεση, ιδιαίτερα αν είναι κυκλική, θα μειώσει δραστικά τη διάρκεια ζωής της. Το φορτίο στην όψη της φλάντζας αλλάζει συνεχώς, δουλεύοντας το υλικό.

Πρακτικές παγίδες επιλογής και εγκατάστασης

Το πάχος της φλάντζας έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι πιστεύουν οι άνθρωποι. Για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας, τείνω να αδυνατίζω. Ένα παρέμβυσμα 1,5 mm έχει λιγότερο υλικό για ερπυσμό και παραμόρφωση από ένα 3 mm. Απαιτεί επίσης υψηλότερο φορτίο μπουλονιού για να σφραγιστεί αρχικά, γεγονός που οδηγεί στον επόμενο κρίσιμο παράγοντα: τη διαδικασία βιδώματος.

Εάν δεν έχετε το φορτίο του μπουλονιού από την αρχή, ξεχάστε το μακροπρόθεσμο υψηλή θερμοκρασία απόδοση. Υποστρεπτική ροπή και η αρχική σφράγιση είναι κακή. Υπερβολική ροπή και έχετε συμπιέσει το PTFE πέρα ​​από την ανάκτηση, επιταχύνοντας τον ερπυσμό. Η χρήση ενός βαθμονομημένου δυναμόκλειδου και μιας σωστής αλληλουχίας σύσφιξης δεν είναι απλώς καλή πρακτική. είναι η διαφορά μεταξύ μιας φλάντζας διάρκειας ενός ή τριών ετών.

Αυτό το μάθαμε με τον δύσκολο τρόπο σε μια τράπεζα εναλλάκτη θερμότητας. Η ομάδα συντήρησης χρησιμοποίησε κρουστικά κλειδιά για ταχύτητα. Οι φλάντζες (τύπου ενισχυμένου PTFE) έσκασαν μέσα σε εβδομάδες από την επίτευξη της θερμοκρασίας λειτουργίας. Το ανομοιόμορφο, υπερβολικό φορτίο δημιούργησε τοπικά σημεία πίεσης που τελείωσε η θερμότητα.

Πότε να το χρησιμοποιήσετε και πότε να φύγετε

Λοιπόν, πού έχει νόημα μια φλάντζα PTFE υψηλής θερμοκρασίας; Για συνεχές σέρβις, θα ήμουν προσεκτικός πάνω από 200°C, εκτός εάν είναι γεμάτος βαθμός και η πίεση είναι χαμηλή. Το γλυκό σημείο του βρίσκεται σε διαβρωτική λειτουργία όπου η θερμοκρασία είναι μέτρια αλλά τα χημικά αποκλείουν τα περισσότερα ελαστομερή. Για παράδειγμα, το ζεστό οξύ ρέει στους 150-180°C.

Για πραγματικές φλάντζες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, όπως στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εξετάζετε αρθρώσεις γραφίτη, σπειροειδούς περιέλιξης ή τύπου δακτυλίου. Το PTFE δεν είναι ο παίκτης εκεί. Έχω δει προδιαγραφές από εταιρείες μηχανικών που ζητούν τυφλά PTFE για αντοχή στη διάβρωση σε γραμμή 280°C και είναι μια συνταγή για διακοπή λειτουργίας. Πρέπει να απωθήσεις με τα υλικά όρια.

Μερικές φορές, η λύση είναι στρωμένη. Ένα έργο στο οποίο δούλεψα με έναν προμηθευτή όπως Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. (έχουν έδρα στο Yongnian, τον μεγάλο κόμβο συνδετήρων στο Hebei, μπορείτε να τα βρείτε στο zitaifasteners.com) αφορούσε όχι μόνο τη φλάντζα αλλά ολόκληρο το σύστημα βιδώματος. Χρειαζόμασταν μπουλόνια υψηλής αντοχής που θα μπορούσαν να διατηρήσουν το φορτίο στη θερμοκρασία για να διατηρήσουν τη φλάντζα PTFE λειτουργική. Είναι ένα σύστημα, όχι ένα μεμονωμένο στοιχείο.

Η μακροπρόθεσμη άποψη και οι εναλλακτικές λύσεις

Η ανθεκτικότητα αφορά τελικά το συνολικό κόστος. Μια φθηνή φλάντζα PTFE που αποτυγχάνει σε 6 μήνες κοστίζει περισσότερο σε εργασία και χρόνο διακοπής λειτουργίας από μια πιο ακριβή φλάντζα με σπειροειδή περιέλιξη που διαρκεί 5 χρόνια. Πρέπει να λάβετε υπόψη το χρονοδιάγραμμα συντήρησης και την κρισιμότητα της γραμμής.

Για αντικαταστάσεις σε υπάρχουσες φλάντζες, μετράτε πάντα το κενό στη θερμοκρασία λειτουργίας, αν μπορείτε. Οι παλιές φλάντζες στραβώνουν. Η φλάντζα που τοποθετείτε κρύα πρέπει να σφραγίζεται ζεστή, σε παραμορφωμένη γεωμετρία. Μερικές φορές, η πιο ανθεκτική επιλογή είναι να στερεώσετε πρώτα τη φλάντζα.

Στο τέλος, η απάντηση σε αναγκάζει να κάνεις μια ντουζίνα ακόμα ερωτήσεις. Ποιο είναι το ακριβές προφίλ θερμοκρασίας; Τι είναι το μέσο; Ποια είναι η κατάσταση της φλάντζας και το μπουλόνι; Δεν υπάρχει ενιαία απάντηση, απλώς μια σειρά από συμβιβασμούς που βασίζονται στην εμπειρία - και μερικές φορές, σε προηγούμενες αποτυχίες. Ο στόχος δεν είναι για πάντα. είναι για ένα προβλέψιμο, αξιόπιστο διάστημα εξυπηρέτησης που μπορείτε να προγραμματίσετε. Και για αυτό, η κατανόηση των ορίων του πραγματικού κόσμου του υλικού είναι το μόνο που λειτουργεί.