עמידות אטם PTFE בטמפ' גבוהה? 

בואו נהיה אמיתיים, כשמישהו שואל על עמידות אטם PTFE בטמפרטורה גבוהה, הוא בדרך כלל מדמיין חותם קסום שמתמודד עם 500 מעלות צלזיוס לנצח. זה המקום הראשון שאנחנו מועדים בו. PTFE הוא נהדר, אבל טמפ' גבוהה היא יחסית, והעמידות תלויה במה שאתה בעצם מבקש ממנו לעשות. האם מדובר ברכיבה תרמית מתמשכת? האם יש חשיפה כימית על גבי החום? או שזה רק אוגן סטטי וחם? התשובה משנה הכל.

התפיסה השגויה של הטמפ' הגבוהה והמציאות החומרית

PTFE טהור מתחיל לזחול משמעותית מעל 400°F (בסביבות 204°C). אתה יכול למצוא גליונות נתונים האומרים שהוא ניתן לשימוש עד 500°F (260°C), וטכנית, הוא לא יימס מיד. אבל בגבולות העליונים האלה, התכונות הפיזיקליות שלו מתרככות. האטם יכול לזרום קר, כלומר הוא מתעוות באיטיות תחת עומס בריח, מה שמוביל להרפיית מתח ובסופו של דבר דליפה. לכן, עמידות ב-250°C היא שאלה של זמן ולחץ, לא פשוט כן/לא.

אני נזכר בפרויקט על קו כימי עם ניקוי בקיטור לסירוגין. הטמפרטורה תעלה ל-230 מעלות צלזיוס לפרקי זמן קצרים. השתמשנו ב- a אטם PTFE, וזה עבד... במשך כשלושה חודשים. לאחר מכן החלו דליפות בחורי הברגים. הבעיה לא הייתה טמפרטורת השיא כשלעצמה, אלא המחזורים התרמיים החוזרים ונשנים בשילוב עם סיבוב האוגן במהלך ההברגה. החומר איבד את חוסנו.

זו הסיבה שציוני PTFE מלאים נכנסים לפעולה. חומרים כמו PTFE במילוי זכוכית או בפחמן משפרים את עמידות הזחילה באופן משמעותי. הם יכולים להתמודד עם עומסים מכניים גבוהים יותר בטמפרטורות גבוהות, מה שמאריך את חיי השירות. אבל גם אז, אתה מחליף חלק מההתנגדות הכימית המעולה של ה-PTFE הטהור. זו תמיד פשרה.

מצבי כישלון לומדים רק על ידי ראייה

מעבר לזחילה, הרוצח הגדול הוא השפלה תרמית. חשיפה ממושכת בקצה העליון של טווח הטמפרטורות גורמת ל-PTFE להיות שביר. זה לא נמס; זה מתחיל להיסדק, במיוחד בזמן השבתות כאשר דברים מתקררים. אתה תמצא את האטם מנותץ לחתיכות כשאתה פותח את האוגן.

נקודה עדינה נוספת היא גימור משטח האוגן. בשירותים בטמפרטורה גבוהה, ייתכן שיצוין גימור משונן לנשיכה טובה יותר. אבל עם חומר רך כמו PTFE, השיננים האלה יכולים לחתוך לתוך האטם לאורך זמן, במיוחד במהלך מחזורי התפשטות/התכווצות תרמית. עברתי לאטם מפותל בספירלה עם מילוי PTFE למקרים כאלה, שבהם פיתולי המתכת לוקחים את הנשיכה המכנית, וה-PTFE מספק את האיטום. הרבה יותר טוב עמידות.

לחץ הוא החצי השני של המשוואה. קו קיטור בטמפרטורה גבוהה ובלחץ נמוך עשוי לאפשר לאטם PTFE להחזיק מעמד שנים. אותה טמפרטורה עם לחץ פנימי גבוה, במיוחד אם היא מחזורית, תקצר באופן דרסטי את חייה. העומס על פני האטם משתנה כל הזמן, עובד על החומר.

מלכודות בחירה והתקנה מעשיות

עובי האטם חשוב יותר ממה שאנשים חושבים. עבור אפליקציות בטמפרטורה גבוהה, אני נוטה להיות רזה יותר. לאטם 1.5 מ"מ יש פחות חומר לזחול ולעוות מאשר אטם בגודל 3 מ"מ. זה גם דורש עומס בריח גבוה יותר כדי לאטום בהתחלה, מה שמוביל לגורם הקריטי הבא: הליך ההברגה.

אם אתה לא מקבל את עומס הברגים מההתחלה, שכח מטווח ארוך טמפ' גבוהה ביצועים. תת-מומנט, והאטימה הראשונית גרועה. מומנט יתר, ודחסת את ה-PTFE מעבר להתאוששות, והאצת את הזחילה. שימוש במפתח מומנט מכויל ורצף הידוק תקין של תבניות הוא לא רק תרגול טוב; זה ההבדל בין אטם שנמשך שנה או שלוש.

למדנו זאת בדרך הקשה על בנק של מחליפי חום. צוות התחזוקה השתמש במפתחי פגיעה למהירות. האטמים (סוג PTFE מחוזק) התפוצצו תוך שבועות מרגע שהגיעו לטמפרטורת הפעולה. העומס הלא אחיד והמוגזם יצר נקודות לחץ מקומיות שהחום סיים.

מתי להשתמש בו ומתי ללכת

אז איפה הגיוני אטם PTFE בטמפרטורה גבוהה? עבור שירות מתמשך, אני אהיה זהיר מעל 200 מעלות צלזיוס אלא אם כן מדובר בדרגה מלאה והלחץ נמוך. המקום המתוק שלו הוא בשירות קורוזיבי שבו הטמפרטורה מתונה אבל הכימיקלים שוללים את רוב האלסטומרים. לדוגמה, חומצה חמה זורמת ב-150-180 מעלות צלזיוס.

עבור אוגנים אמיתיים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, כמו בייצור חשמל, אתה מסתכל על מפרקים מסוג גרפיט, ספירלה או טבעת. PTFE הוא לא השחקן שם. ראיתי מפרט של חברות הנדסה שקוראות באופן עיוור ל-PTFE לעמידות בפני קורוזיה בקו של 280 מעלות צלזיוס, וזה מתכון לכיבוי. אתה צריך לדחוף לאחור עם הגבולות החומריים.

לפעמים, הפתרון הוא שכבות. פרויקט שעבדתי עליו עם ספק כמו Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., בע"מ. (הם ממוקמים ב-Yongnian, מרכז ההדקים הגדול בהביי, אתה יכול למצוא אותם ב- zitaifasteners.com) כלל לא רק את האטם אלא את כל מערכת ההברגה. היינו צריכים ברגים בעלי חוזק גבוה שיכולים לשמור על עומס בטמפרטורה כדי לשמור על אטם PTFE פונקציונלי. זו מערכת, לא רכיב מבודד.

תפיסה ארוכת טווח וחלופות

עמידות היא בסופו של דבר על העלות הכוללת. אטם PTFE זול שנכשל תוך 6 חודשים עולה יותר בעבודה ובזמן השבתה מאשר אטם ספירלי יקר יותר שמחזיק מעמד 5 שנים. אתה צריך לקחת בחשבון את לוח הזמנים של התחזוקה ואת הקריטיות של הקו.

עבור החלפות באוגנים קיימים, יש למדוד תמיד את הפער בטמפרטורת ההפעלה אם אתה יכול. אוגנים ישנים מתעוותים. האטם שאתה מתקין קר צריך לאטום חם, בגיאומטריה מעוותת. לפעמים, האפשרות העמידה ביותר היא לתקן את האוגן תחילה.

בסופו של דבר, התשובה מאלצת אותך לשאול עוד תריסר שאלות. מה פרופיל הטמפרטורה המדויק? מה המדיום? מה מצב האוגן וההברגה? אין תשובה אחת, רק קבוצה של פשרות המבוססות על ניסיון - ולפעמים, על כישלונות עבר. המטרה היא לא לנצח; זה עבור מרווח שירות צפוי ואמין שתוכל לתכנן סביבו. ובשביל זה, הבנת גבולות העולם האמיתי של החומר היא הדבר היחיד שעובד.