Dvi medžiagos, kurios atrodo panašiai esant žemai temperatūrai
FEP ir PTFE yra perfluorinti polimerai ir abu yra atsparūs įprastiems aušinimo skysčiams, naudojamiems cheminiam apdorojimui: atšaldytam vandeniui, glikolio tirpalams, sūrymui ir šaltnešiui. Esant temperatūrai nuo 0 iki 50 laipsnių, abiejų medžiagų cheminis atsparumas ir mechaninės savybės yra panašios, todėl dažnai pasirenkama pagal kainą.
FEP yra tetrafluoretileno ir heksafluorpropileno kopolimeras. Heksafluorpropileno komonomeras sutrikdo polimero kristališkumą ir sumažina lydalo klampumą, todėl FEP galima apdoroti lydalo ekstruzijos būdu. FEP maksimali nepertraukiamo eksploatavimo temperatūra yra 200 laipsnių, palyginti su 260 laipsnių PTFE.
PTFE yra tetrafluoretileno homopolimeras. Linijinė struktūra sukuria didesnį kristališkumą, o tai suteikia PTFE didesnį atsparumą tempimui, geresnį atsparumą valkšnumui ir aukštesnę nuolatinę eksploatavimo temperatūrą. PTFE negalima lydyti, todėl jis gaminamas suspaudimo ir sukepinimo būdu.
Šilumos laidumo palyginimas
FEP ir PTFE turi panašų šilumos laidumą. PTFE laidumas yra 0,25 W/m·K, o FEP – 0,24 W/m·K. Skirtumas yra nereikšmingas ir neturi įtakos reikiamam paviršiaus plotui esant tam tikrai šilumos apkrovai.
Abiejų medžiagų bendrame šilumos perdavimo koeficiente dominuoja skysčio plėvelės varžos, o ne sienos varža. Aušinant skysčiu-į-skysčiu, bendras PTFE šilumokaičio koeficientas paprastai yra 200–300 W/m²·K, o FEP šilumokaičio koeficientas iš esmės yra toks pat. Šių dviejų medžiagų pasirinkimas negali būti atliekamas pagal šilumines savybes.
Flex atsparumo nuovargiui skirtumas
Atsparumas lankstumo nuovargiui – tai medžiagos gebėjimas atlaikyti pakartotinį lenkimą ir lenkimą be įtrūkimų. Dėl mažesnio kristališkumo ir lankstesnės molekulinės struktūros FEP atsparumas lankstumui nuovargis yra mažesnis nei PTFE.
Atliekant žemos-temperatūros cheminio aušinimo paslaugą, šilumokaičių, kurie yra veikiami vibracijos, terminio ciklo ar mechaninio judėjimo, lankstumo nuovargis gali atsirasti. Vamzdžiai lankstosi šilumokaičiui plečiantis ir susitraukiant, o dėl pakartotinio lankstymo vamzdžio sienelėje gali atsirasti įtrūkimų.
PTFE atsparumas lankstymo nuovargiui yra didesnis nei FEP, todėl jis tinkamas naudoti, kai vamzdžiai nuolat lankstosi. FEP yra tinkamas aptarnavimui, kai vamzdžiai yra tvirtai paremti ir nejudinami.
Atsparumo prasiskverbimui skirtumas
Pralaidumas yra dujų arba skysčio difuzija per polimerą. Dėl mažesnio kristališkumo ir atviresnės molekulinės struktūros FEP pralaidumas yra didesnis nei PTFE.
Naudojant žemos-temperatūros cheminio aušinimo paslaugą, prasiskverbimas gali kelti susirūpinimą, jei aušinimo skystyje yra ištirpusių dujų arba jei proceso skystis yra jautrus užteršimui. Deguonies arba anglies dioksido prasiskverbimas per vamzdžio sienelę gali paveikti proceso chemiją, o proceso skysčio prasiskverbimas per vamzdžio sienelę gali užteršti aušinimo skystį.
PTFE prasiskverbimo greitis yra mažesnis nei FEP, todėl jis tinkamas naudoti ten, kur prasiskverbimas kelia susirūpinimą. FEP tinka aptarnavimui, kai prasiskverbimas nėra esminis veiksnys.
Temperatūros pajėgumų skirtumas
FEP maksimali nepertraukiamo eksploatavimo temperatūra yra 200 laipsnių, o PTFE – 260 laipsnių. Esant žemai temperatūrai, abi medžiagos yra tinkamos naudoti, o temperatūros skirtumai neturi įtakos pasirinkimui.
Temperatūros pajėgumų skirtumas tampa svarbus, jei keičiasi proceso sąlygos. Jei vėsinimo paslauga vėliau paverčiama šildymo paslauga arba padidinama darbinė temperatūra, FEP įrenginys gali būti netinkamas ir reikės PTFE įrenginio.
Dviejų medžiagų palyginimas naudojant žemos temperatūros{0}}cheminį aušinimą
Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamos PTFE ir FEP šilumokaičių našumo ir sąnaudų charakteristikos, naudojant žemos-temperatūros cheminį aušinimą 10 laipsnių temperatūroje su 30 % glikolio tirpalu.
| Būdingas | PTFE šilumokaitis | FEP šilumokaitis | Privalumas |
|---|---|---|---|
| Šilumos laidumas | 0.25 W/m·K | 0.24 W/m·K | Lygus |
| Bendras šilumos perdavimo koeficientas | 250 W/m²·K | 245 W/m²·K | Lygus |
| Maksimali nuolatinė eksploatavimo temperatūra | 260 laipsnių | 200 laipsnių | PTFE |
| Atsparumas lankstumo nuovargiui | Aukštas | Vidutinis | PTFE |
| Atsparumas prasiskverbimui | Aukštas | Vidutinis | PTFE |
| Cheminis atsparumas glikolio tirpalui | Puikiai | Puikiai | Lygus |
| Mechaninis stiprumas | Aukštas | Vidutinis | PTFE |
| Atsparumas šiluminiam smūgiui | Aukštas | Vidutinis | PTFE |
| Taisomumas | Gerai | Gerai | Lygus |
| Tarnavimo laikas aušinimo tarnyboje | 15-20 metų | 10-15 metų | PTFE |
| Kapitalo sąnaudos už 20 kW muitą | $18,000 | $14,000 | FEP |
| Montavimo kaina | $2,500 | $2,500 | Lygus |
| Metinės priežiūros išlaidos | $1,200 | $1,800 | PTFE |
| Bendra penkerių{0}} metų kaina | $33,500 | $33,500 | Lygus |
Penkerių{0}}metų bendrųjų išlaidų vertės sudaro 400 USD per valandą gamybos vertę ir apima kapitalo sąnaudas, įrengimo išlaidas ir priežiūros išlaidas per penkerius metus. Penkerių -metų bendros išlaidos iš esmės yra lygios, nes mažesnės FEP kapitalo sąnaudos kompensuojamos didesnėmis priežiūros sąnaudomis.
Kai FEP yra geresnis pasirinkimas
FEP yra geresnis pasirinkimas keliose konkrečiose programose.
Žemos-temperatūros paslauga be lankstymo.Esant žemesnei nei 50 laipsnių temperatūrai ir su tvirtai atremtais vamzdžiais, FEP veikia taip pat gerai kaip PTFE mažesnėmis kapitalo sąnaudomis.
Ne{0}}kritinės prasiskverbimo paslauga.Kai dujų ar skysčių prasiskverbimas pro vamzdžio sienelę nekelia susirūpinimo, FEP pakanka.
Trumpas tarnavimo laikas.Kai tikimasi, kad šilumokaičio tarnavimo laikas yra 10 metų ar trumpesnis, FEP yra tinkamas ir pigesnis.
Išlaidoms{0}}jautrios programos.Kai kapitalo biudžetas yra ribotas, FEP užtikrina tinkamą našumą mažesnėmis sąnaudomis.
Standartinė vėsinimo paslauga.Standartinei aušinimo paslaugai be neįprastų cheminių ar mechaninių reikalavimų pakanka FEP.
Kai PTFE yra geresnis pasirinkimas
PTFE yra geresnis pasirinkimas keliose konkrečiose programose.
Lankstymo paslauga.Kai vamzdžiai yra veikiami vibracijos, šiluminio ciklo ar mechaninio judėjimo, PTFE atsparumas lankstumo nuovargiui yra didesnis nei FEP.
Prasiskverbimui{0}}jautri paslauga.Kai susirūpinimą kelia dujų ar skysčių prasiskverbimas per vamzdžio sienelę, PTFE prasiskverbimo greitis yra mažesnis nei FEP.
Aukštos{0}}temperatūros paslauga.Kai darbinė temperatūra gali viršyti 200 laipsnių, reikalingas PTFE, nes FEP suminkštėja ir praranda stiprumą.
Ilgo tarnavimo laiko reikalavimas.Kai tikimasi, kad šilumokaičio tarnavimo laikas yra 15 ar daugiau metų, PTFE yra geresnis pasirinkimas, nes jis turi didesnį mechaninį stiprumą ir didesnį atsparumą valkšnumui.
Aukšto{0}}grynumo paslauga.Kai proceso skystis yra jautrus užteršimui, PTFE prasiskverbimo greitis ir mažesnis ekstrahuojamas kiekis nei FEP.
Dizaino ypatybės, turinčios įtakos pasirinkimui
Kai kurios konstrukcijos ypatybės turi įtakos PTFE ir FEP pasirinkimui.
Atstumas tarp vamzdžių atramų.Dėl mažesnio vamzdžio atramos atstumo sumažėja vamzdžių lankstymas, o tai sumažina lankstumo nuovargio poreikį ir leidžia naudoti FEP.
Srauto greitis.Didesnis srauto greitis padidina vibraciją ir vamzdžių lankstumą, o tai palankiai veikia PTFE.
Šiluminio ciklo dažnis.Dažnesnis terminis ciklas padidina vamzdžių lankstumą, o tai palankiai veikia PTFE.
Proceso skysčio jautrumas.Jautresniems proceso skysčiams reikalingas mažesnis prasiskverbimo greitis, o tai teikia pirmenybę PTFE.
Darbinės temperatūros riba.Didesnė riba tarp darbinės temperatūros ir medžiagos ribos suteikia daugiau lankstumo būsimiems proceso pokyčiams, o tai teikia pirmenybę PTFE.
Žemos temperatūros cheminio aušinimo{0}}parametrai
Įrangos inžinieriai, vertinantys PTFE ir FEP šilumokaičius, skirtus žemos temperatūros cheminiam aušinimui,{0}}turėtų patvirtinti šiuos parametrus tiekėjui.
Aušinimo skysčio chemija.Nurodykite aušinimo skysčio sudėtį, įskaitant glikolio, sūrymo ar kitų priedų koncentraciją.
Darbinė temperatūra.Nurodykite maksimalią darbinę temperatūrą ir numatomą temperatūros profilį.
Proceso skysčio jautrumas.Nurodykite proceso skysčio jautrumą užteršimui dėl prasiskverbimo.
Lanksčios sąlygos.Nurodykite vibraciją, terminį ciklą ir mechaninį judėjimą, kurį patirs vamzdeliai.
Tarnavimo trukmės reikalavimas.Nurodykite numatomą tarnavimo laiką ir keitimo grafiką.
Šilumos apkrova ir paviršiaus plotas.Kiekvienam medžiagos variantui nurodykite šilumos apkrovą ir reikalingą paviršiaus plotą.
Erdvės apribojimai.Nurodykite laisvą erdvę ir didžiausią leistiną plotą.
Priežiūros galimybės.Nurodykite įrenginio techninės priežiūros galimybes.
Medžiagos parinkimo suderinimas su vėsinimo paslaugų sąlygomis
PTFE ir FEP šilumokaičių pasirinkimas žemoje temperatūroje{0}}chemiškai aušinant priklauso nuo lankstymo sąlygų, jautrumo pralaidumui, eksploatavimo trukmės reikalavimų ir jautrumo sąnaudoms. FEP tinka žemos-temperatūros paslaugoms be lankstymo ir prasiskverbimo problemų, be to, jis yra pigesnis. PTFE reikalingas, kai reikia naudoti lankstumą, prasiskverbimą arba ilgą tarnavimo laiką.
Pasirinkimo sprendimas turėtų būti pagrįstas konkrečia įrenginio{0}}analize, apimančia kapitalo sąnaudas, įrengimo išlaidas, priežiūros išlaidas ir gamybos nuostolių poveikį. Paprastas skaičiuoklės modelis su šiais išlaidų komponentais suteikia informaciją, reikalingą sprendimui priimti.
Žemos temperatūros{0}}cheminio aušinimo įrenginiuose, kuriuose vertinamos šilumokaičio galimybės, medžiagos turėtų būti parenkamos atsižvelgiant į bendras nuosavybės išlaidas per numatomą tarnavimo laiką, o ne tik į kapitalo sąnaudas. FEP vienetas su mažesnėmis kapitalo sąnaudomis gali turėti didesnes eksploatavimo išlaidas, jei jį reikia keisti dažniau.
Įrangos inžinieriai ir pirkimo specialistai, vertinantys PTFE šilumokaičio specifikacijas, skirtas žemos -temperatūrinio cheminio aušinimo ar kitokios korozijos atveju, gali paprašyti projekto peržiūros, apimančios aušinimo skysčio chemiją, darbinę temperatūrą, proceso skysčio jautrumą, lankstymo sąlygas ir eksploatavimo trukmės reikalavimus, kad patvirtintų, kad medžiagų pasirinkimas atitinka faktines įrenginio eksploatavimo sąlygas ir sąnaudų struktūrą.
