Yüksek sıcaklığa dayanıklı PTFE conta dayanıklılığı? 

Gerçekçi olalım, birisi yüksek sıcaklıktaki PTFE contanın dayanıklılığını sorduğunda genellikle 500°F sıcaklığa sonsuza kadar dayanabilen sihirli bir contayı hayal ediyordur. Takıldığımız ilk yer orası. PTFE harikadır ancak yüksek sıcaklık görecelidir ve dayanıklılık ondan gerçekte ne yapmasını istediğinize bağlıdır. Sürekli termal döngü mü? Sıcaklığın yanı sıra kimyasal maddelere maruz kalma var mı? Yoksa sadece statik, sıcak bir flanş mı? Cevap her şeyi değiştirir.

Yüksek Sıcaklık Yanılgısı ve Maddi Gerçeklik

Saf PTFE, 400°F'nin (yaklaşık 204°C) üzerinde önemli ölçüde kaymaya başlar. 260°C'ye (500°F) kadar kullanılabildiğini ve teknik olarak hemen erimeyeceğini belirten veri sayfalarını bulabilirsiniz. Ancak bu üst sınırlarda fiziksel özellikleri yumuşar. Conta soğuk akabilir, bu da cıvata yükü altında yavaşça deforme olması anlamına gelir, bu da gerilimin gevşemesine ve sonunda sızıntıya yol açar. Dolayısıyla 250°C'deki dayanıklılık basit bir evet/hayır değil, zaman ve baskı meselesidir.

Aralıklı buhar temizlemeli bir kimyasal hattaki projeyi hatırlıyorum. Sıcaklık kısa süreliğine 230°C'ye çıkacak. Biz bir kullandık PTFE contave işe yaradı… yaklaşık üç ay boyunca. Daha sonra cıvata deliklerinde sızıntılar başladı. Sorun kendi başına tepe sıcaklığı değil, cıvatalama sırasında flanş dönüşüyle ​​birlikte tekrarlanan termal döngülerdi. Malzeme esnekliğini kaybetmiştir.

Bu nedenle dolgulu PTFE kaliteleri devreye giriyor. Cam dolgulu veya karbon dolgulu PTFE gibi malzemeler sürünme direncini önemli ölçüde artırır. Yüksek sıcaklıklarda daha yüksek mekanik yükleri kaldırabilirler ve servis ömrünü uzatırlar. Ancak o zaman bile saf PTFE'nin üstün kimyasal direncinin bir kısmını feda etmiş olursunuz. Bu her zaman bir uzlaşmadır.

Yalnızca Görerek Öğrenebileceğiniz Arıza Modları

Sürünmenin ötesinde en büyük katil termal bozulmadır. Sıcaklık aralığının üst ucunda uzun süre maruz kalmak PTFE'nin kırılgan hale gelmesine neden olur. Erimez; özellikle işler soğuduğunda kapanmalar sırasında çatlamaya başlar. Flanşı açtığınızda contanın parçalara ayrılmış olduğunu göreceksiniz.

Bir diğer ince nokta ise flanş yüzeyinin cilasıdır. Yüksek sıcaklıktaki hizmetlerde daha iyi kavrama için tırtıklı bir yüzey belirtilebilir. Ancak PTFE gibi yumuşak bir malzeme kullanıldığında bu çentikler, özellikle termal genleşme/büzülme döngüleri sırasında zamanla contayı kesebilir. Metal sargıların mekanik kavramayı üstlendiği ve PTFE'nin sızdırmazlık sağladığı bu tür durumlar için PTFE dolgulu spiral sargılı contaya geçtim. Çok daha iyi dayanıklılık.

Basınç denklemin diğer yarısıdır. Yüksek sıcaklık, düşük basınçlı bir buhar hattı, PTFE contanın uzun yıllar dayanmasına neden olabilir. Yüksek iç basınçla aynı sıcaklık, özellikle de döngüsel ise, ömrünü büyük ölçüde kısaltacaktır. Conta yüzeyindeki yük sürekli olarak değişmekte ve malzemeyi çalıştırmaktadır.

Pratik Seçim ve Kurulum Tuzakları

Conta kalınlığı insanların düşündüğünden daha önemlidir. Yüksek sıcaklık uygulamaları için daha ince olma eğilimindeyim. 1,5 mm'lik bir conta, 3 mm'lik bir contaya göre sürünecek ve deforme olacak daha az malzemeye sahiptir. Ayrıca başlangıçta sızdırmazlık sağlamak için daha yüksek cıvata yükü gerektirir ve bu da bir sonraki kritik faktöre yol açar: cıvatalama prosedürü.

Cıvata yükünü en baştan almazsanız, uzun vadeli uygulamaları unutun yüksek sıcaklık performans. Yetersiz torklama ve ilk sızdırmazlık zayıf. Aşırı torklama, PTFE'yi toparlanmanın ötesinde sıkıştırarak sürünmeyi hızlandırır. Kalibre edilmiş bir tork anahtarı ve uygun bir çapraz model sıkma sırası kullanmak sadece iyi bir uygulama değildir; bu, bir veya üç yıl dayanan bir conta arasındaki farktır.

Bunu bir ısı eşanjörleri kümesinde zor yoldan öğrendik. Bakım ekibi hız için darbeli anahtarlar kullandı. Contalar (güçlendirilmiş PTFE tipi) çalışma sıcaklığına ulaştıktan birkaç hafta sonra patladı. Düzensiz, aşırı yük, ısının bitirdiği lokal stres noktaları yarattı.

Ne Zaman Kullanılmalı ve Ne Zaman Uzaklaşılmalı

Peki, yüksek sıcaklık PTFE contası nerede mantıklıdır? Sürekli hizmet için, dolu bir derece olmadığı ve basınç düşük olmadığı sürece 200°C'nin üzerinde dikkatli olurum. En tatlı noktası, sıcaklığın orta düzeyde olduğu ancak kimyasalların çoğu elastomeri devre dışı bıraktığı aşındırıcı hizmettir. Örneğin, 150-180°C'de sıcak asit akışı.

Enerji üretiminde olduğu gibi gerçek yüksek sıcaklık, yüksek basınçlı flanşlar için grafit, spiral sarımlı veya halka tipi bağlantılara bakıyorsunuz. PTFE oradaki oyuncu değil. Mühendislik firmalarının, 280°C'lik bir hat üzerinde korozyon direnci için körü körüne PTFE talep eden spesifikasyonlarını gördüm ve bu, bir kapatma tarifidir. Maddi sınırları zorlamanız gerekiyor.

Bazen çözüm katmanlıdır. Bir tedarikçiyle üzerinde çalıştığım bir proje Handan Zitai Farfener Manufacturing Co., Ltd. (Merkezleri Hebei'deki büyük bağlantı elemanı merkezi Yongnian'dadır, bunları şu adreste bulabilirsiniz: zitaifasteners.com) sadece contayı değil tüm cıvata sistemini içeriyordu. PTFE contayı işlevsel tutmak için yükü sıcaklıkta tutabilecek yüksek mukavemetli cıvatalara ihtiyacımız vardı. Bu bir sistemdir, izole edilmiş bir bileşen değildir.

Uzun Vadeli Görünüm ve Alternatifler

Dayanıklılık sonuçta toplam maliyetle ilgilidir. 6 ayda bozulan ucuz bir PTFE conta, 5 yıl dayanabilen daha pahalı spiral sarımlı contaya göre daha fazla işçilik ve arıza süresine mal olur. Bakım programını ve hattın kritikliğini hesaba katmanız gerekir.

Mevcut flanşları değiştirirken mümkünse her zaman boşluğu çalışma sıcaklığında ölçün. Eski flanşlar eğriliyor. Soğuk taktığınız conta sıcakken, bozuk bir geometriyle sızdırmazlık sağlamalıdır. Bazen en dayanıklı seçenek önce flanşı sabitlemektir.

Sonunda cevap vermek sizi bir düzine soru daha sormaya zorlar. Tam sıcaklık profili nedir? Aracı nedir? Flanş durumu ve cıvatalama nedir? Tek bir cevap yok, yalnızca deneyime ve bazen de geçmiş başarısızlıklara dayalı bir dizi ödünleşim var. Hedef sonsuza kadar değil; planlayabileceğiniz öngörülebilir, güvenilir bir servis aralığı içindir. Bunun için de malzemenin gerçek dünyadaki sınırlarını anlamak işe yarayan tek şeydir.