Πώς να επιλέξετε παρεμβύσματα για έναν εναλλάκτη PTFE σε μια υπηρεσία κυκλικής υποπίεσης-;

Ένα παρέμβυσμα εναλλάκτη θερμότητας βασανίζεται με μια διαδικασία που εναλλάσσεται μεταξύ έλξης ισχυρού κενού και ώθησης αρκετών bar πίεσης. Η τσιμούχα τραβιέται συνεχώς και φουσκώνεται. Λειτουργεί σαν διάφραγμα. Ένα απλό μαλακό ελαστομερές παρέμβυσμα θα πιεστεί από το σχήμα ή δεν θα επανέλθει σε σχήμα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE αντιμετωπίζει εχθρικές χημικές ουσίες σε τέτοιες κυκλικές ρυθμίσεις. Ως εκ τούτου, η υπηρεσία επιλογής φλάντζας εναλλάκτη PTFE κυκλικής πίεσης κενού είναι μια ζωτικής σημασίας απόφαση αξιοπιστίας. Η ακατάλληλη φλάντζα προκαλεί διαρροές, απώλεια της ακεραιότητας του κενού και απρογραμμάτιστο χρόνο διακοπής λειτουργίας.

Μηχανισμοί αστοχίας υπό κυκλικό κενό-Φόρτωση πίεσης
Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πώς συμπεριφέρονται τα παρεμβύσματα υπό εναλλακτικά καθεστώτα πίεσης πριν επιλέξετε μια λύση.

στο κενό
Εάν η πλευρά της διεργασίας εκκενωθεί σε σκληρό κενό (συνήθως λιγότερο από 10 mbar απόλυτη), τότε η πίεση περιβάλλοντος στο εξωτερικό της φλάντζας οδηγεί τη φλάντζα προς τα μέσα. Ένα μαλακό, ασυμπίεστο παρέμβυσμα μπορεί να τραβηχτεί στην οπή του εξοπλισμού ή στο χώρο μεταξύ των φλαντζών. Αυτή η μετατόπιση προς τα μέσα μπορεί να οδηγήσει σε:

Απώλεια θλιπτικής τάσης στις επιφάνειες στεγανοποίησης

Μόνιμη παραμόρφωση ή ψυχρή ροή του υλικού της φλάντζας.

Διαδρομή διαρροής κενού πάνω από το ID της φλάντζας

Επί τόπου
Για μια διαδικασία υπό πίεση (π.χ.. 3–6 bar μανόμετρο), η εσωτερική πίεση θα λειτουργεί για να πιέσει τη φλάντζα προς τα έξω. Όπου η φλάντζα δεν είναι φυσικά περιορισμένη, η φλάντζα μπορεί να εκτείνεται στο χώρο της φλάντζας μεταξύ των οπών του μπουλονιού. Η εξώθηση δίνει:

Αραίωμα της φλάντζας στο OD.

Απώλεια επαφής στεγανοποίησης .

Ξαφνική έκρηξη ή αργή διαρροή

Συνδυασμένη κυκλική επίδραση
Το εναλλασσόμενο κενό και η πίεση κάνουν τη φλάντζα να γλιστρά εμπρός και πίσω με κάθε κύκλο. Αυτή η επαναλαμβανόμενη κάμψη λειτουργεί στο υλικό της φλάντζας, επιταχύνοντας την κούραση, τον ερπυσμό και τη χαλάρωση. Ένα παρέμβυσμα που εξαρτάται από την ελαστική ανάκτηση ενός μαλακού υλικού θα πάρει τελικά ένα μόνιμο σύνολο και θα χάσει τη δυνατότητα σφράγισης.

Κατάλληλοι τύποι φλάντζας εναλλάκτη PTFE
Για έναν εναλλάκτη θερμότητας PTFE, η χημική συμβατότητα με το ρευστό διεργασίας είναι ζωτικής σημασίας. Από μόνο του, το PTFE είναι ένα κριτήριο για την παγκόσμια αντοχή στα χημικά. Έτσι, οποιοδήποτε υλικό φλάντζας που έρχεται σε επαφή με τη διεργασία πρέπει να είναι PTFE ή άλλο υπερφθοροπολυμερές ή εντελώς κλειστό.

Σπειροειδής φλάντζες πλήρωσης PTFE
Οι φλάντζες με σπιράλ είναι μια πολύ κοινή και στιβαρή εναλλακτική λύση. Σχηματίζονται από μεταλλικό τύλιγμα σε σχήμα V (συνήθως ανοξείδωτο ατσάλι 316L) με πιο μαλακό υλικό πλήρωσης ενδιάμεσα. Για την υπηρεσία εναλλάκτη PTFE, το υλικό πλήρωσης είναι εύκαμπτος γραφίτης ή, πιο συχνά, παρθένα ταινία PTFE. Το μεταλλικό τύλιγμα δίνει ελατήριο-πίσω και δομική αντοχή και το πληρωτικό PTFE παρέχει χημική αδράνεια.

Οφέλη:

Μεγάλη αντίσταση στην κυκλική πίεση

Ανυψωμένες φλάντζες προσώπου, γλώσσας και αυλάκωσης διαθέσιμες σε κοινά μεγέθη

Καλή αντίσταση στο κενό (υποθέτοντας ότι η περιέλιξη είναι αρκετά συμπιεσμένη)

Μειονεκτήματα:

Οι εξωτερικοί και, εάν υπάρχουν, οι εσωτερικοί οδηγοί δακτύλιοι μπορούν να υποβληθούν στη διαδικασία και απαιτούν προσεκτική επιλογή υλικών

Το πληρωτικό PTFE είναι μαλακό και μπορεί να ρέει κρύο εάν το πιέσετε πολύ

Φλάντζα φακέλου από κυματοειδές πυρήνα από τεφλόν από ανοξείδωτο χάλυβα
Για την πιο σκληρή κυκλική{0}}υπηρεσία πίεσης κενού σε έναν εναλλάκτη PTFE, η καλύτερη επιλογή είναι μια φλάντζα φακέλου PTFE με εσωτερικό πυρήνα από κυματοειδές ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτός ο τύπος φλάντζας έχει σχεδιαστεί ειδικά για να συνδυάζει τη χημική αδράνεια του PTFE με το μηχανικό ελατήριο-μεταλλικό πίσω μέρος.

Κατασκευή: Ένας λεπτός, κυματοειδές (ή διάτρητος) πυρήνας από ανοξείδωτο χάλυβα, συνήθως 316L, περικλείεται πλήρως σε έναν φάκελο PTFE χωρίς ραφή ή με συγκόλληση. Οι αυλακώσεις αποτελούν μια σειρά από ελατήρια φύλλων, εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη ελαστική ανάκτηση κατά μήκος της επιφάνειας στεγανοποίησης. Ο φάκελος PTFE, συνήθως πάχους 0,3–0,5 mm, έρχεται σε επαφή με τις επιφάνειες της φλάντζας και το υγρό διεργασίας, παρέχοντας έτσι ελάχιστη διάβρωση ή μόλυνση.

Γιατί λειτουργεί υπό κυκλική-πίεση κενού Ο χαλύβδινος πυρήνας παρέχει τη μηχανική «πλάτη-ελατηρίου» και τη δομική αντοχή για να αντέχει τόσο στο κενό όσο και στην πίεση. Στο κενό η δύναμη του ελατηρίου αυλάκωσης τραβά το περίβλημα PTFE προς τα έξω, διατηρώντας την επαφή με τις επιφάνειες της φλάντζας και εμποδίζοντας την αναρρόφηση προς τα μέσα. Ο συμπαγής χαλύβδινος πυρήνας είναι ανθεκτικός στην εξώθηση υπό πίεση και κατανέμει εξίσου το φορτίο του μπουλονιού. Η φλάντζα είναι σαν φυσούνα και επιστρέφει πάντα στο αρχικό πάχος μετά από κάθε εκκένωση πίεσης.

Απαίτηση εγκατάστασης Αυτός ο τύπος φλάντζας απαιτείται να τοποθετείται σε γλωσσίδα και αυλάκωση ή σχέδιο φλάντζας αρσενικού/θηλυκού [4]. Αυτά τα στυλ φλάντζας εξασφαλίζουν θετική συγκράτηση της φλάντζας περιορίζοντας το ακτινικό διάκενο στο οποίο θα μπορούσε να εξωθηθεί η φλάντζα. Οι ανυψωμένες όψεις δεν επαρκούν για φλάντζες με επίπεδη-όψη, καθώς ο μαλακός φάκελος PTFE μπορεί ακόμα να πιεστεί προς τα πλάγια υπό σημαντική κυκλική πίεση. Μια καλά σχεδιασμένη-γλώσσα-και-φλάντζα με αυλάκωση θα περικυκλώσουν πλήρως τη φλάντζα, καθιστώντας σχεδόν δύσκολη τη διόγκωση.

Θέματα για το σχεδιασμό φλάντζας και το φινίρισμα επιφάνειας
Η ίδια η φλάντζα είναι απαραίτητη για την απόδοση της φλάντζας υπό κυκλική-πίεση κενού.

Τύπος φλάντζας: Όπως υποδεικνύεται, οι φλάντζες γλώσσας-και-αυλακιού ή αρσενικού-θηλυκού προτιμώνται έντονα. Αυτός ο σχεδιασμός περιορίζει φυσικά τη φλάντζα έτσι ώστε η έλξη κενού προς τα μέσα και η εξώθηση προς τα έξω είναι αδύνατη. Εάν οι τρέχουσες φλάντζες είναι τύπου ανυψωμένης όψης, η επανατοποθέτηση μπορεί να επιτευχθεί με ένα παρέμβυσμα με ενσωματωμένο εσωτερικό και εξωτερικό μεταλλικό δακτύλιο (π.χ. σπειροειδής περιέλιξη με εσωτερικούς και εξωτερικούς δακτυλίους) που παρέχει κάποια συγκράτηση, αν και η πλήρης γλώσσα-και-είναι καλύτερη.

Φινίρισμα επιφάνειας φλάντζας Ο φάκελος PTFE απαιτεί λεία επιφάνεια για σωστή σφράγιση, συνήθως 32–64 μin Ra (0,8–1,6 μm Ra). Αλλά η επίστρωση πρέπει επίσης να έχει επαρκή «λαβή» έτσι ώστε ο φάκελος PTFE να μην γλιστράει έξω υπό πίεση. Συχνά, καθορίζεται ένα οδοντωτό φινίρισμα (ομόκεντρο, σπειροειδές, κ.λπ.) με ελεγχόμενη τραχύτητα (για παράδειγμα, 125–250 μin Ra για το οδοντωτό σχέδιο). Το PTFE χύνεται στις οδοντώσεις για να παρέχει μια μηχανική ασφάλιση που εμποδίζει την πλευρική κίνηση.

Εγκατάσταση και έλεγχος ροπής
Η σωστή εγκατάσταση είναι τόσο ζωτικής σημασίας όσο και η επιλογή της φλάντζας. Φλάντζες φακέλων PTFE:

Η ροπή του μπουλονιού πρέπει να ρυθμίζεται και να εφαρμόζεται με αστεράκι.

Η υπερβολική-στροπή στρέψης-συμπιέζει το περίβλημα PTFE, δημιουργώντας ψυχρή ροή και μειώνοντας τη δράση του ελατηρίου του πυρήνα

Εάν δεν στρέψετε αρκετή ροπή, η θλιπτική τάση θα είναι πολύ χαμηλή για να κρατήσει το σφράγισμα στη θέση του υπό κενό.

Συνιστάται η επανα-ροπή μετά τον πρώτο θερμικό κύκλο, καθώς το PTFE χαλαρώνει κάτω από το αρχικό φορτίο.

Κυκλικό κενό-Σύγκριση επιλογών φλάντζας υπηρεσίας πίεσης
Τύπος φλάντζας Cycling ResilienceΧημική αντίσταση κενού Καταλληλότητα Συνιστώμενη φλάντζα
Μαλακό ελαστομερές Κακή Περιορισμένη Κακή Οποιοσδήποτε φάκελος PTFE (χωρίς πυρήνα) Κακή (ψυχρή ροή) Καλή Κακή Οποιαδήποτε σπειροειδής πληγή (πληρωτικό PTFE) Καλή Καλή Καλή Πρόσωπο με φλάντζα ή φάκελος PTFE T&G + κυματοειδές πυρήνας 316L Εξαιρετική Εξαιρετική Εξαιρετική γλώσσα και αυλάκωση
Συμπέρασμα: Η Σφραγίδα, το πιο δυναμικό στοιχείο
Το κλειδί για μια διάρκεια ζωής χωρίς διαρροές είναι μια ανθεκτική, μηχανικά στιβαρή φλάντζα κατασκευασμένη για τη συγκεκριμένη κυκλική εργασία. Μια φλάντζα PTFE-με περίβλημα,-με μεταλλικό-πυρήνα σε περιορισμένη γλώσσα-και-φλάντζα με αυλάκωση είναι το καλύτερο πρότυπο για έναν εναλλάκτη PTFE σκληρών χημικών ουσιών υπό εναλλασσόμενο κενό και πίεση. Σε ένα στατικό συγκρότημα το πιο δυναμικό μέρος είναι η σφράγιση και πρέπει να επιλέγεται με την ίδια προσοχή όπως οι σωλήνες. Εάν ο σχεδιασμός της φλάντζας, το φινίρισμα της επιφάνειας και η ροπή τοποθέτησης γίνονται σωστά, μια φλάντζα που επιβιώνει τους πρώτους εκατό κύκλους χωρίς αστοχία πιθανότατα θα συνεχίσει για χιλιάδες. Σε περίπτωση αμφιβολίας, ο πυρήνας από κυματοειδές ανοξείδωτο χάλυβα μέσα σε ένα περίβλημα PTFE παρέχει το ελατήριο-που απαιτείται για τον κύκλο πίεσης-κενού.