A magas hőmérsékletű PTFE tömítés tartóssága? 

Legyünk őszinték, amikor valaki a magas hőmérsékletű PTFE tömítés tartósságáról kérdez, általában egy varázstömítést képzel el, amely örökké 500°F-ot bír. Ez az első hely, ahol megbotlunk. A PTFE nagyszerű, de a magas hőmérséklet relatív, és a tartósság attól függ, hogy valójában mit kérsz tőle. Folyamatos hőciklus? Van kémiai expozíció a hő tetején? Vagy ez csak egy statikus, forró karima? A válasz mindent megváltoztat.

A magas hőmérsékletű tévhit és az anyagi valóság

A tiszta PTFE jelentősen kúszni kezd 400 °F (körülbelül 204 °C) felett. Találhatsz adatlapokat, amelyek szerint 260 °C-ig használható, és technikailag nem olvad meg azonnal. De ezeken a felső határokon fizikai tulajdonságai megenyhülnek. A tömítés hidegen áramolhat, ami azt jelenti, hogy a csavarterhelés hatására lassan deformálódik, ami feszültséglazuláshoz és esetleges szivárgáshoz vezet. Tehát a tartósság 250°C-on idő és nyomás kérdése, nem egyszerű igen/nem.

Emlékszem egy projektre egy kémiai vonalon szakaszos gőztisztítással. A hőmérséklet rövid időre 230 °C-ra emelkedik. Használtuk a PTFE tömítés, és működött… körülbelül három hónapig. Ezután szivárgás kezdődött a csavarfuratoknál. A probléma nem önmagában a csúcshőmérséklet volt, hanem az ismételt hőciklusok és a karima csavarozás közbeni elfordulása. Az anyag elvesztette rugalmasságát.

Ezért jönnek szóba a töltött PTFE minőségek. Az olyan anyagok, mint az üveggel vagy szénnel töltött PTFE, jelentősen javítják a kúszásállóságot. Magasabb hőmérsékleten nagyobb mechanikai terhelést is elbírnak, meghosszabbítva az élettartamot. De még ekkor is lecseréli a tiszta PTFE kiváló vegyszerállóságát. Ez mindig kompromisszum.

A kudarc módok, amelyeket csak látva tanulhatsz meg

A kúszáson túl a nagy gyilkos a termikus degradáció. A hőmérséklet-tartomány felső határán való hosszan tartó expozíció a PTFE törékennyé válik. Nem olvad el; repedezni kezd, főleg leálláskor, amikor lehűlnek a dolgok. Ha kinyitja a karimát, a tömítés darabokra törik.

Egy másik finom pont a karima felületkezelése. A magas hőmérsékletű szolgáltatásoknál a jobb harapás érdekében fogazott felületet lehet megadni. De egy puha anyagnál, mint a PTFE, ezek a fogak idővel belevághatnak a tömítésbe, különösen a hőtágulási/összehúzódási ciklusok során. Spiráltekercses tömítésre váltottam PTFE töltőanyaggal az ilyen esetekre, ahol a fém tekercsek veszik a mechanikai harapást, és a PTFE biztosítja a tömítést. Sokkal jobb tartósság.

A nyomás az egyenlet másik fele. A magas hőmérsékletű, alacsony nyomású gőzvezetékek évekig kitarthatják a PTFE tömítést. Ugyanez a hőmérséklet magas belső nyomás mellett, különösen, ha ciklikus, drasztikusan lerövidíti élettartamát. A tömítés felületének terhelése folyamatosan változik, megmunkálva az anyagot.

Gyakorlati kiválasztás és telepítés buktatói

A tömítés vastagsága többet számít, mint azt az emberek gondolják. A magas hőmérsékletű alkalmazásoknál hajlamos vagyok vékonyabbra menni. Az 1,5 mm-es tömítésnek kevesebb a kúszásához és torzításához szükséges anyag, mint a 3 mm-esnek. Ezenkívül nagyobb csavarterhelést igényel a kezdeti tömítés, ami a következő kritikus tényezőhöz vezet: a csavarozási eljáráshoz.

Ha nem kapod meg a csavarterhelést rögtön az elején, felejtsd el a hosszú távot magas hőm teljesítményt. Gyenge nyomaték, és rossz a kezdeti tömítés. Túlnyomott, és a PTFE-t a helyreállításon túl tömörítette, ami felgyorsítja a kúszást. A kalibrált nyomatékkulcs és a megfelelő keresztmintás meghúzási sorrend nem csak jó gyakorlat; ez a különbség az egy vagy három évig tartó tömítés között.

Ezt kemény úton tanultuk meg a hőcserélők bankján. A karbantartó csapat ütvecsavarokat használt a sebesség növelésére. A tömítések (megerősített PTFE típusú) az üzemi hőmérséklet elérése után heteken belül kifújtak. Az egyenetlen, túlzott terhelés helyi stresszpontokat hozott létre, amelyeket a hő befejezett.

Mikor kell használni, és mikor kell elmenni

Tehát hol van értelme a magas hőmérsékletű PTFE tömítésnek? Folyamatos szervizelés esetén óvatos lennék 200°C felett, hacsak nem töltött minőség és alacsony a nyomás. Édes pontja maró hatású, ahol a hőmérséklet mérsékelt, de a vegyszerek kizárják a legtöbb elasztomert. Például a forró sav 150-180 °C-on áramlik.

Valódi magas hőmérsékletű, nagynyomású karimák esetében, mint például az energiatermelésben, a grafit-, spiráltekercses vagy gyűrűs kötéseket nézi. A PTFE nem a lejátszó. Láttam olyan műszaki cégek specifikációit, amelyek vakon PTFE-t követelnek a korrózióállóság érdekében a 280 °C-os vonalon, és ez a leállítás receptje. Vissza kell szorítani az anyagi korlátokat.

Néha az oldat réteges. Egy projekt, amin egy olyan beszállítóval dolgoztam, mint Handan Zitai Fasanter Manufacturing Co., Ltd. (Székhelyük Yongnian, a nagy hebei kötőelemek központja, megtalálja őket zitaifasteners.com) nemcsak a tömítést, hanem a teljes csavarozási rendszert is érintette. Nagy szilárdságú csavarokra volt szükségünk, amelyek képesek fenntartani a terhelést a hőmérsékleten, hogy a PTFE tömítés működjön. Ez egy rendszer, nem egy elszigetelt komponens.

A hosszú távú kilátás és alternatívák

A tartósság végső soron a teljes költségtől függ. Egy olcsó PTFE tömítés, amely 6 hónap alatt meghibásodik, többe kerül a munkaerő és az állásidő tekintetében, mint egy drágább spiráltekercses tömítés, amely 5 évig bírja. Figyelembe kell vennie a karbantartási ütemtervet és a vonal kritikusságát.

A meglévő karimák cseréjekor lehetőség szerint mindig üzemi hőmérsékleten mérje meg a hézagot. A régi karimák vetemedik. A hidegen behelyezett tömítésnek melegen kell tömítenie, torz geometriában. Néha a legtartósabb megoldás az, ha először rögzíti a karimát.

Végül a válaszadás még egy tucat kérdést feltesz. Mi a pontos hőmérsékleti profil? Mi a médium? Milyen a karima állapota és a csavarozás? Nincs egyetlen válasz, csak a tapasztalatokon – és néha a múltbeli kudarcokon – alapuló kompromisszumok halmaza. A cél nem örök; ez egy kiszámítható, megbízható szervizintervallumra szolgál, amely körül tervezhető. És ehhez az anyag valós határainak megértése az egyetlen dolog, ami működik.