Šilumokaičio, kuris patikimai tiekia tą patį slėgio kritimą kelerius metus, gali palaipsniui pradėti rodyti šiek tiek didesnį skirtumą. Daugeliu atvejų vamzdžiai nėra chemiškai užteršti arba užblokuoti šiukšlėmis. Vietoj to, pačių PTFE vamzdžių geometrija laikui bėgant lėtai keitėsi. PTFE, kaip klampi elastinga medžiaga, šliaužia veikiamas nuolatinio mechaninio įtempimo, todėl vamzdžio anga šalia vamzdžio lakšto jungties palaipsniui susitraukia kaip lėtai užsidarantis vožtuvas.
Šis subtilus matmenų pokytis retai būna dramatiškas, tačiau per ilgus priežiūros intervalus jis gali sukelti išmatuojamų hidraulinių pasekmių. PTFE vamzdiniuose šilumokaičiuose, naudojamuose koroziniam cheminiam apdorojimui, šis reiškinys yra nuspėjamas ilgalaikio mechaninio senėjimo, o ne netikėto gedimo veiksnys.
Suprasti ryšį tarpPTFE šilumokaičio slėgio kritimo pokytis laikui bėgantHidraulinės sistemos veikimas yra svarbus patikimam šilumokaičio ir siurblio dizainui.
PTFE Creep supratimas
Esant nuolatinei apkrovai PTFE elgiasi kitaip nei metalai. Medžiaga, užuot išlikusi pastoviam įtempimui, lėtai deformuojasi laikui bėgant.
Šis elgesys žinomas kaip šliaužimas.
Kas sukelia šliaužimą?
Šliaužimas atsiranda, kai polimero grandinės palaipsniui persitvarko nuolat mechaniniu suspaudimu ar įtempimu. Skirtingai nuo elastinės deformacijos, kuri iš karto išnyksta pašalinus įtampą, šliaužimas kaupiasi palaipsniui per tūkstančius darbo valandų.
PTFE šilumokaičiuose didžiausias nuolatinis gniuždymo įtempis dažnai būna ten, kur vamzdžiai praeina per vamzdžių lakštų mazgą.
Vamzdžiai yra lėtai{0}}suspaudžiami.
Šiose vietose antgaliai, suspaudimo žiedai arba tarpiklių sistemos nuolat veikia slėgį, kad tarp vamzdžio ir vamzdžio lakšto būtų sandarus{0}} sandariklis. Laikui bėgant, PTFE sienų medžiaga lėtai teka veikiant šiai apkrovai.
Kaip vystosi vamzdžio angos apribojimas
Lokalizuota deformacija vamzdžio lape
Šliaužimo procesas yra labai lokalizuotas šalia suspaustos jungties srities.
Kai PTFE deformuojasi, nedidelė vamzdžio sienelės dalis palaipsniui išsiveržia į vidų link srauto kelio. Tai sumažina efektyvų vidinį vamzdžio skersmenį jungties vietoje.
Nors matmenų pokytis dažnai yra nedidelis, net ir nedidelis skylės sumažinimas padidina srauto pasipriešinimą.
Apribojimas veikia panašiai kaip kiekviename vamzdyje nuolat sumontuotas droselio taškas.
Ilgalaikės{0}}hidraulinės pasekmės
Mažėjant vidiniam skersmeniui, vamzdžio{0}}pusės slėgio kritimas palaipsniui didėja.
Šis padidėjimas paprastai yra:
Lėtas
Nuolatinis
Nuspėjamas
Ne{0}}atkurti
Skirtingai nuo užteršimo, atsirandančio dėl nuosėdų ar apnašų, apribojimo negalima išvalyti mechaniškai ar chemiškai, nes jis atsiranda dėl fizinės medžiagos deformacijos.
Reiškinys yra negrįžtamas.
Kodėl efektas paprastai yra kuklus
Daugumoje gerai suprojektuotų{0}}PTFE šilumokaičių slėgio kritimo padidėjimas išlieka palyginti nedidelis.
Įprastas ilgalaikis{0}}padidėjimas gali siekti tik kelis procentus per kelerius veiklos metus. Tačiau tam tikromis sąlygomis poveikis tampa labiau pastebimas:
Ilgi vamzdžių ilgiai
Dideli srauto greičiai
Maži vamzdžių skersmenys
Padidintos darbinės temperatūros
Aukšto{0}}slėgio sistemos
Griežtos vamzdžių lakštų suspaudimo apkrovos
Šiose sistemose net ir nedidelis skylės sumažinimas gali sukelti išmatuojamų hidraulinių nuobaudų.
Dėl šios priežastiesPTFE šilumokaičio slėgio kritimo pokytis laikui bėgantdažnai svarstoma pradinio hidraulinio projektavimo etape, o ne kaip netikėta eksploatavimo problema.
Temperatūros įtaka valkšnumo greičiui
Aukštesnė temperatūra pagreitina deformaciją
PTFE šliaužimui didelę įtaką daro:
Streso lygis
Temperatūra
Laikas esant apkrovai
Esant aukštesnei temperatūrai, molekulinis mobilumas žymiai padidėja, pagreitindamas šliaužimo procesą.
100 laipsnių temperatūroje šliaužimas progresuoja žymiai greičiau nei kambario temperatūroje.
Ši priklausomybė nuo temperatūros ypač aktuali cheminio apdorojimo šilumokaičiuose, kuriuose tvarkomos įkaitintos rūgštys, šarmai ar tirpiklių srautai.
Sistemos, nuolat veikiančios aukštesnėje temperatūroje, matmenys gali pasikeisti per pirmuosius kelerius pirmuosius metus{0}}.
Streso atsipalaidavimas ir prisotinimas
Šliaužimo efektas nedidėja neribotą laiką tokiu pat greičiu.
Kai PTFE deformuojasi, vidiniai įtempiai palaipsniui atsipalaiduoja. Sumažėjęs įtempis sumažina valkšnumo greitį, todėl matmenų pokytis laikui bėgant palaipsniui lėtėja.
Galiausiai sistema artėja prie beveik{0}}stabilios būklės, kai tolesnė deformacija tampa minimali.
Šis elgesys paprastai apibūdinamas kaip šliaužiantis prisotinimas.
Hidraulinės konstrukcijos svarstymai
Leidžiama siurblio dydžio marža
Kadangi su šliaužimu{0}}susijęs slėgio padidėjimas yra nuspėjamas, paprastai jį galima pritaikyti pradinio sistemos projektavimo metu.
Renkantis cirkuliacinius siurblius PTFE šilumokaičio sistemoms, dažnai įtraukiama nedidelė papildoma slėgio riba.
Ši projektinė nuolaida padeda užtikrinti, kad reikiami srautai išliks pasiekiami net ir po ilgų eksploatavimo metų.
Be šios atsargos, pamažu didėjant hidrauliniam pasipriešinimui,{0}}gali sumažėti ilgalaikis srautas.
Slėgio tendencijų stebėjimas
Slėgio skirtumo stebėjimas šilumokaityje suteikia vertingos įžvalgos apie ilgalaikę sistemos veikimą{0}}.
Lėtas, stabilus augimas per kelerius metus gali rodyti įprastą šliaužimo{0}}ribojimą, o ne užteršimą ar užsiteršimą.
Tendencijos analizė padeda atskirti:
Laipsniškas mechaninis senėjimas
Staigūs užteršimo įvykiai
Siurblio degradacija
Dalinio blokavimo sąlygos
Suprasdami šį skirtumą išvengsite nereikalingų valymo ar išmontavimo procedūrų.
Sumažinamas šliaužimas vamzdžių lakštų jungtyje
Didėjantis guolio plotas
PTFE veikiamas įtempis gali būti sumažintas paskirstant suspaudimo jėgą didesniame kontaktiniame paviršiuje.
Įvorės su didesniais guolių plotais sumažina vietinį gniuždymo įtempį ir sumažina medžiagų srauto į vidų tendenciją.
Mažesnis įtempis tiesiogiai sumažina šliaužimo greitį.
Spyruoklinių{0}}sandarinimo sistemų naudojimas
Spyruoklinės-apkrovos arba suderinamos sandarinimo priemonės padeda išlaikyti sandarinimo jėgą ir apriboti pernelyg standų suspaudimą.
Šios sistemos veiksmingiau prisitaiko prie laipsniškų matmenų pokyčių nei visiškai standžios suspaudimo konstrukcijos.
Privalumai apima:
Sumažėjusi lokalizuota streso koncentracija
Pagerintas sandariklio stabilumas
Mažesnė ilgalaikė{0}}angos deformacija
Geresnis terminio dviračio apgyvendinimas
Minkštesnės sandarinimo sistemos paprastai sukelia mažiau agresyvų ilgalaikį{0}} vamzdžių susiaurėjimą.
PTFE palyginimas su metaliniais mainų vamzdeliais
Metaliniai šilumokaičio vamzdžiai paprastai pasižymi nereikšmingu šliaužimu įprastoje cheminio proceso temperatūroje. PTFE elgiasi kitaip dėl savo polimerinės struktūros.
Tačiau PTFE turi privalumų, kurių metalai negali lengvai suderinti:
Išskirtinis cheminis inertiškumas
Atsparumas agresyvioms rūgštims
Ne{0}}teršiantys paviršiai
Puikus atsparumas korozijai
Kompromisas- yra tas, kad PTFE turi sudėtingesnį mechaninio senėjimo profilį.
Todėl dizaineriai vienu metu atsižvelgia ir į cheminį suderinamumą, ir į ilgalaikį mechaninį{0}}elgseną.
Veiklos pasekmės per dešimtmečius
Gerai -sukonstruoti PTFE šilumokaičiai dažnai veikia dešimtmečius labai korozinėje aplinkoje, kur metalinės sistemos greitai sugestų.
Laipsniškas slėgio padidėjimas, kurį sukelia šliaužimas, retai yra katastrofiškas apribojimas. Vietoj to, jis veikia kaip lėta, valdoma hidraulinių savybių raida laikui bėgant.
Daugelyje sistemų šilumokaitis ir toliau tenkina proceso reikalavimus dar ilgai po valkšnumo stabilizavimo.
Pagrindinis reikalavimas yra tiesiog tai, kad originalus sistemos dizainas numato efektą.
Išvada
PTFE valkšnumas yra žinomas ir valdomas mechaninis senėjimo procesas, galintis palaipsniui padidinti šilumokaičio slėgio kritimą per ilgą veikimo laikotarpį. Ilgalaikis suspaudimas vamzdžio lakštų jungtyje lėtai deformuoja PTFE vamzdžio sienelę į vidų, šiek tiek sumažindamas vamzdžio angos skersmenį ir nuolat padidindamas hidraulinį pasipriešinimą.
Nors poveikis paprastai yra kuklus, santykiai tarpPTFE šilumokaičio slėgio kritimo pokytis laikui bėgantį tai turėtų būti atsižvelgta pradinio hidraulinio projektavimo metu, ypač naudojant aukštą{0}}temperatūrą arba ilgų{1}}vamzdžių. Tinkamas siurblio dydis, didesni guolių-sritimi ir spyruoklinės
Netgi chemiškai inertiškiausia medžiaga galiausiai sukuria mechaninę gyvenimo istoriją, kurią formuoja stresas, temperatūra ir laikas.
