Et vedligeholdelsesteam udskiftede en fejlbehæftet dykvarmer i rustfrit stål med en PTFE-enhed i en svovlsyrebelægningstank. Varmelegemet i rustfrit stål havde brugt en standard 100 mm stålflange boltet til tankvæggen. PTFE-varmeren ankom med et matchende flangemønster, og holdet boltede det på plads ved hjælp af den eksisterende flange og pakning. Det lækkede inden for to uger. Lækagen var ikke ved pakningen-det var ved overgangen fra PTFE-til-flange, hvor polymeren var kold-strømmet væk fra stålet under boltbelastningen.
Flangekompatibilitet er et af de mest oversete problemer ved udskiftning af varmelegeme. En PTFE-varmer kan have samme boltmønster og flangedimensioner som den rustfri stålenhed, den erstatter, men materialets adfærd er fundamentalt anderledes. PTFE kold-strømmer under vedvarende trykbelastning. Rustfrit stål gør det ikke. Et flangedesign, der fungerer til rustfrit stål, kan fejle med PTFE.
Hvorfor PTFE ikke kan bruge det samme flangedesign
Rustfrit stål dykvarmere er typisk svejset eller loddet til en stålflange. Samlingen er stiv og permanent. Flangeboltene komprimerer en pakning mod tankvæggen, og metal-til-metalkontakten bevarer tætningen på ubestemt tid.
PTFE-varmere kan ikke svejses til en stålflange på samme måde. Polymeren er enten mekanisk fanget i en rille, kemisk bundet til flangen eller kompressionsstøbt- omkring en metalindsats. Hver af disse metoder opfører sig forskelligt under boltbelastning og termisk cykling.
Den kritiske forskel er koldt flow. PTFE deformeres langsomt under vedvarende trykspænding. Når flangeboltene spændes, komprimeres PTFE. I løbet af uger eller måneder fortsætter den med at deformere, hvilket reducerer kontakttrykket ved tætningen. Boltene forbliver stramme, men PTFE har slappet af væk fra tætningsfladen. Der opstår en lækage.
| Flangesamlingstype | Varmelegeme i rustfrit stål | PTFE varmelegeme | Kompatibilitet |
|---|---|---|---|
| Svejset flange | Standard | Ikke relevant | Ingen |
| Kompressionspakning | Virker | Kolde strømme, utætheder | Ingen |
| Kemisk bundet | Ikke relevant | Klæbemiddel nedbrydes | Begrænset |
| Mekanisk aflåst | Ikke relevant | Bedst til PTFE | Kræver ny flange |
| PTFE-foret stålflange | Ikke relevant | God til PTFE | Kræver ny flange |
Flangesamlingskompatibilitet til rustfrit stål og PTFE dykvarmere
Boltmomentproblemet
Rustfri stålflanger er designet til at blive tilspændt til en specificeret værdi, der komprimerer pakningen og bevarer tætningen. Momentet er højt nok til at skabe en positiv tætning, men ikke så højt, at det beskadiger flangen eller pakningen.
PTFE-flanger kræver lavere drejningsmoment. Over-drejning komprimerer PTFE ud over dets elastiske grænse, accelererer koldt flow og reducerer faktisk tætningens integritet. Under-drejning skaber ikke den indledende forsegling. Momentvinduet er smalt, og det ændrer sig, efterhånden som PTFE slapper af over tid.
En rustfri stålflange boltet til en PTFE-varmer med det samme drejningsmoment, som bruges til en rustfri stålvarmer, vil knuse PTFE'en og forårsage for tidlig fejl. Momentspecifikationen skal matche PTFE-flangedesignet, ikke den originale rustfri stålinstallation.
| Flange størrelse | Drejningsmoment i rustfrit stål | PTFE Moment | Noter |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE kræver lavere drejningsmoment |
| 80 mm | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Efterspænd efter 24 timer |
| 100 mm | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Efterspænd efter 24 timer |
| 150 mm | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Efterspænd efter 24 timer |
Boltmomentspecifikationer for rustfrit stål versus PTFE-flanger
Når den eksisterende flange kan genbruges
I nogle tilfælde kan den eksisterende flange genbruges med en PTFE-varmer, men kun hvis flangen er designet til PTFE og samlingen er udført korrekt. En PTFE-foret stålflange med en mekanisk sammenkoblet PTFE-overgang kan passe til en eksisterende tankdyse, hvis boltmønsteret og pakningsoverfladen matcher.
Nøglekravet er, at PTFE-varmerens flange skal være designet til tankens dyse. Flangen skal give en flad, glat tætningsflade, og PTFE'en skal fanges, så den ikke kan kold-flyde væk fra tætningen. En simpel kompressionspakning mellem PTFE-flangen og tankdysen er ikke tilstrækkelig.
Når en ny flange er påkrævet
En ny flange er påkrævet, når den eksisterende flange er designet til en svejset eller loddet metalvarmer og ikke kan rumme PTFE-overgangen. Dette er den mest almindelige situation ved udskiftning af varmelegeme.
Den nye flange skal specificeres med PTFE-varmeren. Den skal omfatte en mekanisk sammenkoblet PTFE-overgang, en tætningsflade designet til pakningsmaterialet og bolthuller, der passer til tankdysen. Flangematerialet skal være kompatibelt med proceskemien-belagt stål, rustfrit stål eller massiv PTFE afhængigt af anvendelsen.
Praktiske trin til udskiftning af flange
Mål den eksisterende tankdyse: boltcirkeldiameter, bolthulstørrelse og antal samt tætningsfladedimensioner. Disse bestemmer den flange, der passer.
Angiv flangen med PTFE-varmeren. Varmeapparatets producent skal levere en flange, der passer til dysen og er designet til PTFE-overgangen.
Brug det korrekte pakningsmateriale. PTFE kuvertpakninger, Viton eller EPDM er almindelige. Pakningen skal være kompatibel med proceskemien og driftstemperaturen.
Spænd boltene til PTFE-specifikationen, ikke specifikationen af rustfrit stål. Tilspænd efter 24 timer og igen efter en uge for at kompensere for den indledende kolde strømning.
Når flangekompatibilitet afslører et større problem
En flange, der lækker gentagne gange, selv efter efterspænding, indikerer, at samlingsdesignet ikke er egnet til anvendelsen. En mekanisk sammenlåst PTFE-flange med en pakning af den rigtige størrelse og korrekt boltmoment løser de fleste lækageproblemer. En brugerdefineret PTFE-elvarmerkonfiguration med en flange, der er designet specielt til polymerovergangen, sikrer en lækagefri- samling. Specifikationsprocessen kræver tankdysedimensioner, proceskemi, driftstemperatur og flangedesignet af den originale varmelegeme.
