Korkean lämpötilan PTFE-tiivisteen kestävyys? 

Olkaamme totta, kun joku kysyy korkean lämpötilan PTFE-tiivisteen kestävyydestä, hän yleensä kuvittelee taikatiivisteen, joka kestää 500 °F ikuisesti. Se on ensimmäinen paikka, johon kompastumme. PTFE on hienoa, mutta korkea lämpötila on suhteellista, ja kestävyys riippuu siitä, mitä todella pyydät sitä tekemään. Onko kyseessä jatkuva lämpökierto? Onko lämmön päällä kemiallista altistumista? Vai onko se vain staattinen, kuuma laippa? Vastaus muuttaa kaiken.

Korkean lämpötilan väärinkäsitys ja aineellinen todellisuus

Puhdas PTFE alkaa hiipiä merkittävästi yli 400 °F (noin 204 °C). Löydät teknisiä tietoja, joissa sanotaan, että se on käyttökelpoinen 260 °C:n (500 °F) lämpötilaan asti, eikä se teknisesti sula heti. Mutta noilla ylärajoilla sen fyysiset ominaisuudet pehmenevät. Tiiviste voi virrata kylmänä, mikä tarkoittaa, että se muotoutuu hitaasti pulttikuormituksen alaisena, mikä johtaa jännityksen rentoutumiseen ja mahdolliseen vuotoon. Joten kestävyys 250°C:ssa on ajan ja paineen kysymys, ei pelkkä kyllä/ei.

Muistan projektin kemiallisella linjalla, jossa on ajoittainen höyrypuhdistus. Lämpötila kohoaa lyhyiksi ajoiksi 230 asteeseen. Käytimme a PTFE tiiviste, ja se toimi… noin kolme kuukautta. Sitten alkoi vuotoja pultinrei'istä. Ongelma ei ollut huippulämpötila sinänsä, vaan toistuvat lämpösyklit yhdistettynä laipan pyörimiseen pultauksen aikana. Materiaali menetti kimmoisuutensa.

Siksi täytetyt PTFE-laadut tulevat käyttöön. Materiaalit, kuten lasi- tai hiilitäytteinen PTFE, parantavat virumiskestävyyttä huomattavasti. Ne kestävät suurempia mekaanisia kuormituksia korkeissa lämpötiloissa, mikä pidentää käyttöikää. Mutta silloinkin voit vaihtaa osan puhtaan PTFE:n erinomaisesta kemikaalinkestävyydestä. Se on aina kompromissi.

Epäonnistumistilat, jotka opit vain näkemällä

Hiipumisen lisäksi suuri tappaja on lämpöhajoaminen. Pitkäaikainen altistuminen lämpötila-alueen yläpäässä saa PTFE:n hauraaksi. Se ei sula; se alkaa halkeilla, varsinkin seisokkien aikana, kun asiat jäähtyvät. Löydät tiivisteen särkyneen palasiksi, kun avaat laipan.

Toinen hienovarainen kohta on laipan pinnan viimeistely. Korkean lämpötilan palveluissa voidaan määrittää sahalaitainen viimeistely paremman pureman saamiseksi. Mutta pehmeällä materiaalilla, kuten PTFE:llä, nämä hammastukset voivat leikata tiivistettä ajan myötä, erityisesti lämpölaajenemis-/supistumisjaksojen aikana. Olen vaihtanut spiraalikierrettyyn tiivisteeseen PTFE-täyteaineella sellaisiin tapauksiin, joissa metallikäämit ottavat mekaanisen pureman ja PTFE tarjoaa tiivisteen. Paljon parempi kestävyys.

Paine on yhtälön toinen puolisko. Korkean lämpötilan matalapaineinen höyrylinja saattaa antaa PTFE-tiivisteen kestää vuosia. Sama lämpötila korkealla sisäisellä paineella, varsinkin jos se on syklistä, lyhentää sen käyttöikää huomattavasti. Tiivistepinnan kuormitus muuttuu jatkuvasti ja työstää materiaalia.

Käytännön valinta ja asennus sudenkuopat

Tiivisteen paksuudella on enemmän merkitystä kuin ihmiset luulevat. Korkean lämpötilan sovelluksissa olen yleensä ohuempi. 1,5 mm:n tiivisteessä on vähemmän virumis- ja vääntymismateriaalia kuin 3 mm:n tiiviste. Se vaatii myös suurempaa pulttikuormitusta tiivistämiseen aluksi, mikä johtaa seuraavaan kriittiseen tekijään: pultointimenettelyyn.

Jos et saa pulttikuormitusta heti alusta alkaen, unohda pitkäaikainen korkea lämpötila suorituskykyä. Alikiristys ja alkuperäinen tiiviste huono. Ylikiristys, ja olet tiivistänyt PTFE:n palautumisen jälkeen, mikä kiihdyttää virumista. Kalibroidun momenttiavaimen ja oikeanlaisen poikkikuvioisen kiristysjärjestyksen käyttäminen ei ole vain hyvä käytäntö; se on ero vuoden vai kolme kestävän tiivisteen välillä.

Opimme tämän kovalla tavalla lämmönvaihdinpankissa. Huoltoryhmä käytti iskuavaimia nopeuden mittaamiseen. Tiivisteet (vahvistettu PTFE-tyyppi) puhalsivat viikkojen kuluessa käyttölämpötilansa saavuttamisesta. Epätasainen, liiallinen kuormitus loi paikallisia jännityspisteitä, jotka lämpö lopetti.

Milloin käyttää sitä ja milloin kävellä pois

Joten missä korkean lämpötilan PTFE-tiivisteessä on järkeä? Jatkuvassa huollossa olisin varovainen yli 200 °C, ellei se ole täytetty laatu ja paine on alhainen. Sen makea paikka on syövyttävässä käytössä, jossa lämpötila on kohtalainen, mutta kemikaalit sulkevat pois useimmat elastomeerit. Esimerkiksi kuuma happo virtaa 150-180 °C:ssa.

Todellisten korkean lämpötilan ja korkeapaineisten laippojen kohdalla, kuten sähköntuotannossa, katsot grafiitti-, kierre- tai rengastyyppisiä liitoksia. PTFE ei ole pelaaja siellä. Olen nähnyt teknisiä tietoja teknisiltä yrityksiltä, ​​jotka sokeasti vaativat PTFE:tä korroosionkestävyyteen 280 °C:n linjalla, ja se on resepti sammutukseen. Sinun on lyötävä materiaalirajoja taaksepäin.

Joskus liuos kerrostetaan. Projekti, jossa työskentelin sellaisen toimittajan kanssa Handan Zitai Faster Manufacturing Co., Ltd. (ne sijaitsevat Yongnianissa, Hebein suuressa kiinnityskeskuksessa, löydät ne osoitteesta zitaifasteners.com) ei koske vain tiivistettä vaan koko pulttijärjestelmää. Tarvitsimme erittäin lujia pultteja, jotka pystyivät ylläpitämään kuormitusta lämpötilassa, jotta PTFE-tiiviste pysyy toimivana. Se on järjestelmä, ei erillinen komponentti.

Pitkän aikavälin näkymä ja vaihtoehdot

Kestävyys riippuu viime kädessä kokonaiskustannuksista. Halpa PTFE-tiiviste, joka epäonnistuu 6 kuukaudessa, maksaa enemmän työssä ja seisokeissa kuin kalliimpi kierretiiviste, joka kestää 5 vuotta. Sinun on otettava huomioon huoltoaikataulu ja linjan kriittisyys.

Jos voit vaihtaa olemassa olevia laippoja, mittaa rako aina käyttölämpötilassa, jos mahdollista. Vanhat laipat vääntyvät. Kylmänä asennettavan tiivisteen on tiivistettävä kuumana, vääristyneellä geometrialla. Joskus kestävin vaihtoehto on korjata laippa ensin.

Lopulta vastaaminen pakottaa sinut esittämään vielä tusinaa kysymystä. Mikä on tarkka lämpötilaprofiili? Mikä on media? Mikä on laipan kunto ja pultit? Ei ole yhtä vastausta, vain joukko kompromisseja, jotka perustuvat kokemukseen – ja joskus menneisiin epäonnistumisiin. Tavoite ei ole ikuinen; se on ennustettava, luotettava huoltoväli, jonka voit suunnitella. Ja sitä varten materiaalin todellisten rajojen ymmärtäminen on ainoa asia, joka toimii.