Độ bền của miếng đệm PTFE ở nhiệt độ cao? 

Hãy thành thật mà nói, khi ai đó hỏi về độ bền của miếng đệm PTFE ở nhiệt độ cao, họ thường hình dung ra một con dấu ma thuật có thể xử lý mãi mãi ở nhiệt độ 500°F. Đó là nơi đầu tiên chúng tôi bị vấp ngã. PTFE rất tuyệt, nhưng nhiệt độ cao chỉ là tương đối và độ bền phụ thuộc vào những gì bạn thực sự yêu cầu nó làm. Đó có phải là chu kỳ nhiệt liên tục? Có tiếp xúc với hóa chất ở nhiệt độ cao không? Hay nó chỉ là một mặt bích tĩnh, nóng? Câu trả lời thay đổi mọi thứ.

Quan niệm sai lầm về nhiệt độ cao và thực tế vật chất

PTFE nguyên chất bắt đầu tăng đáng kể ở nhiệt độ trên 400°F (khoảng 204°C). Bạn có thể tìm thấy các bảng dữ liệu nói rằng nó có thể sử dụng được ở nhiệt độ lên tới 500°F (260°C) và về mặt kỹ thuật, nó sẽ không tan chảy ngay lập tức. Nhưng ở những giới hạn trên đó, các đặc tính vật lý của nó sẽ yếu đi. Miếng đệm có thể chảy nguội, có nghĩa là nó biến dạng từ từ dưới tải trọng của bu lông, dẫn đến hiện tượng giãn ứng suất và cuối cùng là rò rỉ. Vì vậy, độ bền ở 250°C là vấn đề về thời gian và áp lực chứ không phải đơn giản là có/không.

Tôi nhớ lại một dự án về dây chuyền hóa chất có phương pháp làm sạch bằng hơi nước gián đoạn. Nhiệt độ sẽ tăng vọt lên 230°C trong thời gian ngắn. Chúng tôi đã sử dụng một Miếng đệm PTFE, và nó đã hoạt động… được khoảng ba tháng. Sau đó rò rỉ bắt đầu ở các lỗ bu lông. Vấn đề không phải là nhiệt độ cao nhất mà là các chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại kết hợp với sự quay của mặt bích trong quá trình bắt vít. Vật liệu mất đi khả năng phục hồi.

Đó là lý do tại sao các loại PTFE chứa đầy có tác dụng. Các vật liệu như PTFE chứa đầy thủy tinh hoặc chứa đầy carbon cải thiện đáng kể khả năng chống rão. Chúng có thể xử lý tải cơ học cao hơn ở nhiệt độ cao, kéo dài tuổi thọ sử dụng. Nhưng ngay cả khi đó, bạn vẫn phải đánh đổi một số khả năng kháng hóa chất tuyệt vời của PTFE nguyên chất. Nó luôn luôn là một sự thỏa hiệp.

Các dạng thất bại Bạn chỉ học được bằng cách nhìn thấy

Ngoài leo, kẻ giết người lớn là sự suy thoái nhiệt. Việc tiếp xúc kéo dài ở giới hạn trên của phạm vi nhiệt độ khiến PTFE trở nên giòn. Nó không tan chảy; nó bắt đầu nứt, đặc biệt là khi tắt máy khi mọi thứ nguội đi. Bạn sẽ thấy miếng đệm bị vỡ thành từng mảnh khi mở mặt bích.

Một điểm tinh tế khác là việc hoàn thiện bề mặt mặt bích. Trong các dịch vụ ở nhiệt độ cao, lớp hoàn thiện có răng cưa có thể được chỉ định để có độ cắn tốt hơn. Nhưng với vật liệu mềm như PTFE, những răng cưa đó có thể cắt vào miếng đệm theo thời gian, đặc biệt là trong các chu kỳ giãn nở/co lại vì nhiệt. Tôi đã chuyển sang miếng đệm dạng xoắn ốc có chất độn PTFE cho những trường hợp như vậy, trong đó các cuộn dây kim loại chịu lực cơ học và PTFE cung cấp vòng đệm. Tốt hơn nhiều độ bền.

Áp suất là nửa còn lại của phương trình. Đường dẫn hơi nước nhiệt độ cao, áp suất thấp có thể giúp miếng đệm PTFE tồn tại được nhiều năm. Cùng nhiệt độ đó với áp suất bên trong cao, đặc biệt nếu nó theo chu kỳ, sẽ rút ngắn đáng kể tuổi thọ của nó. Tải trọng tác dụng lên mặt đệm thay đổi liên tục, làm vật liệu hoạt động.

Những cạm bẫy lựa chọn và lắp đặt thực tế

Độ dày của miếng đệm quan trọng hơn mọi người nghĩ. Đối với các ứng dụng nhiệt độ cao, tôi có xu hướng mỏng hơn. Miếng đệm 1,5mm có ít vật liệu bị bòo và biến dạng hơn miếng đệm 3mm. Nó cũng đòi hỏi tải trọng bu lông cao hơn để bịt kín ban đầu, điều này dẫn đến yếu tố quan trọng tiếp theo: quy trình bu lông.

Nếu bạn không nhận được tải trọng bu lông ngay từ đầu, hãy quên đi việc sử dụng lâu dài nhiệt độ cao hiệu suất. Dưới mô-men xoắn và độ kín ban đầu kém. Mô-men xoắn quá mức và bạn đã nén PTFE đến mức không thể hồi phục, làm tăng tốc độ rão. Sử dụng cờ lê lực đã được hiệu chỉnh và trình tự siết chặt theo kiểu chéo thích hợp không chỉ là cách thực hành tốt; đó là sự khác biệt giữa một miếng đệm có tuổi thọ một hoặc ba năm.

Chúng tôi đã học được điều này một cách khó khăn trên một dàn trao đổi nhiệt. Đội bảo trì đã sử dụng cờ lê tác động để tăng tốc. Các miếng đệm (loại PTFE được gia cố) sẽ bung ra trong vòng vài tuần sau khi đạt đến nhiệt độ hoạt động. Tải trọng quá mức, không đồng đều đã tạo ra các điểm căng thẳng cục bộ khiến nhiệt tỏa ra.

Khi nào nên sử dụng nó và khi nào nên bỏ đi

Vì vậy, miếng đệm PTFE nhiệt độ cao có ý nghĩa gì? Để sử dụng liên tục, tôi sẽ thận trọng ở nhiệt độ trên 200°C trừ khi đó là mức đầy và áp suất thấp. Điểm tốt của nó là phục vụ ăn mòn ở nhiệt độ vừa phải nhưng hóa chất loại trừ hầu hết các chất đàn hồi. Ví dụ, dòng axit nóng ở 150-180°C.

Đối với các mặt bích chịu nhiệt độ cao, áp suất cao thực sự, chẳng hạn như trong sản xuất điện, bạn đang xem xét các khớp nối bằng than chì, dạng xoắn ốc hoặc dạng vòng. PTFE không phải là người chơi ở đó. Tôi đã thấy các thông số kỹ thuật từ các công ty kỹ thuật mù quáng yêu cầu PTFE có khả năng chống ăn mòn trên dây chuyền 280°C và đó là công thức để ngừng hoạt động. Bạn phải đẩy lùi các giới hạn về vật chất.

Đôi khi, giải pháp được xếp lớp. Một dự án tôi đã làm việc với một nhà cung cấp như Công ty TNHH Sản xuất Fastener Handan Zitai. (họ có trụ sở tại Yongnian, trung tâm dây buộc lớn ở Hà Bắc, bạn có thể tìm thấy họ tại zitaifasteners.com) không chỉ liên quan đến miếng đệm mà còn liên quan đến toàn bộ hệ thống bu lông. Chúng tôi cần những bu lông có độ bền cao có thể duy trì tải ở nhiệt độ để giữ cho miếng đệm PTFE hoạt động bình thường. Đó là một hệ thống, không phải là một thành phần biệt lập.

Quan điểm dài hạn và các lựa chọn thay thế

Độ bền cuối cùng là về tổng chi phí. Một miếng đệm PTFE giá rẻ bị hỏng trong 6 tháng sẽ tốn nhiều nhân công và thời gian ngừng hoạt động hơn so với một miếng đệm dạng xoắn ốc đắt tiền hơn có tuổi thọ 5 năm. Bạn cần tính đến lịch trình bảo trì và mức độ quan trọng của đường dây.

Để thay thế mặt bích hiện có, hãy luôn đo khe hở ở nhiệt độ vận hành nếu có thể. Mặt bích cũ cong vênh. Miếng đệm bạn lắp nguội phải bịt kín nóng, có hình dạng méo mó. Đôi khi, lựa chọn bền nhất là sửa mặt bích trước.

Cuối cùng, việc trả lời buộc bạn phải hỏi thêm hàng tá câu hỏi nữa. Hồ sơ nhiệt độ chính xác là gì? Phương tiện là gì? Tình trạng mặt bích và bu lông là gì? Không có câu trả lời duy nhất, chỉ có một loạt sự đánh đổi dựa trên kinh nghiệm—và đôi khi, dựa trên những thất bại trong quá khứ. Mục tiêu không phải là mãi mãi; đó là khoảng thời gian bảo trì đáng tin cậy, có thể dự đoán được mà bạn có thể lập kế hoạch. Và để làm được điều đó, hiểu được giới hạn trong thế giới thực của vật liệu là điều duy nhất có hiệu quả.