Hvernig hefur hitastækkunarstuðull PTFE áhrif á uppsetningu og stuðning fyrir hitara?

Þegar PTFE dýfahitari hitnar úr umhverfishita yfir í notkunshitastig eykst lengd hans verulega. Ef hitari er þétt haldið á báðum endum veldur þessi stækkun mikla innri streitu. Gera verður grein fyrir þessari hreyfingu í réttri uppsetningu hitara, og er mikilvægur eiginleiki sem oft er hunsaður í iðnaðarkerfum.

PTFE hitastuðullinn
Hitastækkunarstuðullinn (CTE) mælir hversu mikið efni mun þenjast út eða dragast saman fyrir hverja gráðu hitabreytingar. PTFE hefur tiltölulega hátt CTE-um það bil 120 × 10⁻⁶ á gráðu á Celsíus (120 ppm á gráðu). Til samanburðar má nefna að ryðfríu stáli (304 og 316) hefur CTE um það bil 17*10^ -6/C. Þannig að PTFE mun stækka um það bil 7 sinnum meira en stál fyrir sömu hækkun á hitastigi.

Hagnýt niðurstaðan er dásamleg. 1 metra langur PTFE hitari sem hitaður er úr stofuhita upp á 20 gráður í dæmigerðan notkunshita 100 gráður stækkar um það bil:

ΔL=L 0 × CTE × ΔT=1.0 m × 120×10 −6 / gráðu × 80 gráður=0.0096 m ≈ 9,6 mm

Fyrir stíffastan íhlut er um það bil 10 mm breyting á lengdarmetra mjög mikil. Fyrir stærri ofna, 3 eða 4 metra að lengd, getur heildarstækkun verið allt að 30–40 mm.

Efnisstuðull hitaþenslu (×10-6/ gráðu) við 20-100 gráðu þenslu á metra á 80 gráðu Aukning PTFE 120 – 130 ≈9,6 – 10,4 mm
PFA 120 – 140 ≈9,6 – 11,2 mm
Ryðfrítt stál (304/316) 16 – 18 ≈1,3 – 1,4 mm
Títan (2. bekk) 8 – 9 ≈0,6 – 0,7 mm
PFA er önnur flúorfjölliða sem hefur álíka háan stækkunarstuðul. Sumir sérhæfðir málmhitarar nota títan, sem stækkar jafnvel minna en ryðfríu stáli. Munurinn á PTFE og hvers kyns málmslíðurefni eða innri málmkjarna er yfirþyrmandi.

Vandamálið við uppsetningu af völdum mikillar stækkunar PTFE
Almennt er PTFE dýfahitari með innri málmviðnámsvír eða kjarna. Málmkjarninn stækkar um það bil einn-sjöunda hlutinn af PTFE slíðunni í kring. Þegar hitari er hituð vill PTFE stækka verulega meira en málmkjarninn inni í honum. Þessi mismunadrifið stækkun veldur innri klippispennu á snertifleti milli PTFE og málms.

Ef hitari er einnig lokaður að utan (með hörðum klemmum, festingum eða flönsum á báðum endum) getur PTFE slíðurinn ekki stækkað frjálslega í axial átt. Vélrænni spennan sem þannig skapast leiðir til fjölda bilunarhama:

Beygja eða bogna - PTFE slíður er mýkri en málmur og mun því hafa tilhneigingu til að sveigjast út í miðjuna og mynda bogadregna eða bylgjuðu lögun sem gæti lent á tankveggjum eða öðrum hitari.

Sprungur á streituþéttnistöðum - Stífar klemmur eða skarpar stuðningsbrúnir eru álagsstigar. PTFE þenst út og þrýstir á þessa fasta bletti, sem getur valdið því að sprungur myndast og dreifast um slíðrið.

Dragðu -í burtu frá innri málmkjarna - Mismunandi stækkun PTFE og málmkjarna, ásamt ytri takmörkunum, getur valdið því að PTFE togar í burtu frá málmlokunum eða læðist í burtu frá kjarnanum og útsettir viðnámsvírinn fyrir ætandi vinnsluvökva.

Algeng villa í iðnaðarmannvirkjum er að meðhöndla PTFE hitara eins og málmhitara, þ.e. að festa hann með fjölda traustra stuðningsmanna eftir endilöngu hans eða klemma hann bæði í efri og neðri enda. Þessar aðferðir eru næstum tryggðar að mistakast snemma.

Hagnýtar leiðbeiningar um uppsetningu á PTFE varmaþensluhitara
Grunnforsenda þess að setja upp PTFE varmaþensluhitara er að leyfa hitaranum að stækka og dragast saman að lengd en vera samt áfram á tilætluðum stað í tankinum eða ílátinu. Aðferðir sem mælt er með eru ma:

Aðeins í einum enda.
Hitarann ​​ætti aðeins að vera stífur á einum stað - oft í endanum (kaldi endinn þar sem raftengingar eru gerðar). Á hinn bóginn ætti upphitaða lengdin að vera algerlega frjáls til að renna eða hreyfa sig. Engar auka klemmur, festingar eða stýringar á að festa eftir lengd PTFE rörsins.

Gerðu fyrir áshreyfingum yfir-hliðarsvigunum-
Ef festingarfesting yfir--hlið er notuð ætti festingin ekki að festa PTFE-hlífina fast. Í staðinn ætti að búa til lausan-stýribúnað eða rifa fyrirkomulag sem heldur hitaranum lóðréttum en gerir PTFE kleift að ferðast ás í gegnum festinguna þar sem hitastigið er mismunandi. Þú getur byrjað með um það bil 2-3 mm bil á milli slíðrunnar og festingargatsins.

Forðastu of stífar L og U stillingar
Stundum eru L-laga hitarar (með láréttum og lóðréttum fæti) notaðir fyrir ákveðnar tankhönnun. Ef fæturnir tveir, láréttir og lóðréttir, eru tryggilega festir á enda þeirra vinnur stækkun annars fótarins á móti hinum og hornið verður fyrir verulegum beygjuálagi. Reyndar ætti L-laga PTFE hitarinn að vera hannaður með annan fótinn frjálsan til að hreyfa sig eða hornið ætti að vera með sveigjanlegum umskiptum (td meiri radíusbeygju) til að taka upp mismunadrif.

Ókeypis endapláss fyrir stækkun
1-metra hitari sem stækkar 10 mm þarf að minnsta kosti 10 mm af tómu plássi í lausa endanum. Fyrir hitara sem er hengdur lóðrétt þýðir þetta að botn hitarans ætti ekki að snerta botn tanksins eða neitt inni í tankinum. Mælt er með 20-30 mm bili til að vega upp á móti framleiðsluvikum og mögulegum ofhitabreytingum.

Notaðu sveigjanlegar leiðslur í stað stífrar leiðslu sem er fest við slíður
Leiðarnar frá enda rafveitunnar verða að vera nógu sveigjanlegar til að leyfa hóflega hreyfingu á tengibúnaðinum þegar hitarinn stækkar og dregst saman. Stíf málmrás, þegar hún er tengd beint við flugstöðina, getur sent hreyfikrafta til tengipunktsins, sem getur skaðað skautana.

Hvað gerist þegar stækkun er takmörkuð?
Reynsla á vettvangi bendir til þess að takmörkuð varmaþensla sé ein aðalorsök bilunar í PTFE hitara í kjölfar rafmagnsofhleðslu. Algeng merki um bilun eru:

Slíður buckling - Sjónræn skoðun með slíðri eða bylgjulaga lögun.

Lengdarsprungur - Sprungur samsíða hitaraásnum, sem venjulega byrja nálægt festingarklemmum.

Aðskilnaður endaenda - PTFE-hlífin rennur í burtu frá innstungublöndunni og afhjúpar viðnámsvírinn eða hleypir rás fyrir vökva í gegn.

Innri vír sem rofnar - Útþenslu- og samdráttarlotur, þegar hann er stöðvaður, þreytir innri viðnámsvírinn þar sem hann kemst inn í PTFE-húðina.

Festingarbúnaðurinn skal ekki þjappa PTFE hlífinni í geisla. PTFE skríður undir stöðugu þrýstiálagi. Slönguklemma eða pípuklemma sem er klemmd utan um PTFE mun að lokum slaka á þar sem efnið kalt -flæðir frá klemmunni og ójafn þrýstingur getur valdið broti.

Ályktun: Góðar uppsetningaraðferðir eru jafn mikilvægar og gæði hitara
Varmaþenslustuðull PTFE er um það bil sjö sinnum hærri en ryðfríu stáli. 1-m langur PTFE hitari mun ná u.þ.b. 10 mm þegar hann er hitaður úr umhverfishita í 100 gráður. Ef þessi útþensla er takmörkuð leiða vélrænni álagið sem myndast til þess að PTFE-slíðurið beygist, brotnar eða dragist í burtu.

Rétt PTFE varmaþensluhitarafesting krefst eins fasts punkts, venjulega á endanum, þar sem afgangurinn af hitaranum er frjáls til að hreyfast ás. Renna ætti að vera leyft yfir-hliðarsvigunum-; L-laga fyrirkomulag ætti ekki að hafa tvær takmarkanir; og það ætti að vera nóg pláss í lausa endanum. Þessar hönnunaraðferðir eru ekki valfrjálsar endurbætur, heldur mikilvægar fyrir langan endingartíma. Gæði hitarans eru lífsnauðsynleg en góð uppsetningaraðferð líka. Þegar rétt er brugðist við vélrænni áhrifum varmaþenslu, veita PTFE dýfingarhitarar fulla efnaþol og rafeinangrunarávinning án málamiðlana.