Id-Distinzjoni Creep f'Temperatura Elevata
Tubi PTFE stmati għal servizz kontinwu f'260 grad jistgħu xorta creep f'160 grad. Il-klassifikazzjoni ta '260 grad tirreferi għal dekompożizzjoni termali-tkissir kimiku tal-katina tal-polimer. Creep hija deformazzjoni mekkanika taħt stress sostnut, u r-rata tagħha tiddependi fuq il-grad speċifiku tar-reżina PTFE, mhux biss il-klassifikazzjoni tal-materjal ġeneriku.
F'160 grad, fwar f'6 barg jipproduċi stress taċ-ċrieki ta 'madwar 3 MPa f'tubi PTFE tal-ħajt standard ta' 10mm OD × 1mm. Taħt dan l-istress u t-temperatura, gradi differenti ta 'PTFE juru ħinijiet ta' qsim tal-creep li jvarjaw minn ftit eluf ta 'siegħa għal aktar minn 100,000 siegħa. Id-differenza mhix marġinali. Jiddetermina jekk l-iskambjatur tas-sħana jdumx sentejn jew għoxrin.
L-għażla ta 'grad ta' reżina PTFE-verġni, modifikata, jew mimlija-hija deċiżjoni ta 'disinn b'impatt dirett fuq il-ħajja tas-servizz u l-espożizzjoni tal-garanzija. Il-fehim tal-bażi molekulari għad-differenzi tal-creep jiggwida l-ispeċifikazzjoni xierqa.
Verġni vs PTFE Modifikat: Id-Differenza Molekulari
Verġni PTFE huwa prodott billi polimerizza monomeru tetrafluoroethylene fi ktajjen molekulari estremament twal, b'piżijiet molekulari ta '10⁷ sa 10⁸ g/mol. Il-ktajjen twal jitħabblu b'mod estensiv, u jagħtu lill-materjal il-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu. Taħt stress f'temperatura elevata, il-ktajjen jiżżerżqu bil-mod ħdejn xulxin-dan huwa creep.
PTFE modifikat jinkorpora ammont żgħir (tipikament 0.01-0.1%) ta' comonomer-normalment perfluoropropyl vinyl ether-matul il-polimerizzazzjoni. Il-komonomeru jintroduċi fergħat tal-ġenb qosra tul il-katina prinċipali tal-polimeru. Dawn il-fergħat jaġixxu bħala ankri molekulari, li jirrestrinġu l-katina li jiżżerżqu u jnaqqsu r-rata ta 'creep.
F'160 grad, PTFE modifikat tipikament juri rata ta 'creep 30-50% inqas minn PTFE verġni fl-istess livell ta' stress. It-titjib huwa l-aktar evidenti f'temperaturi għoljin, fejn il-mobbiltà tal-katina hija l-akbar u l-effett ta 'ankraġġ tal-fergħat tal-ġenb huwa l-aktar effettiv.
Komposti PTFE mimlijin-li fihom fibra tal-ħġieġ, karbonju, grafit, jew trab tal-bronż-joffru aktar tnaqqis fil-creep iżda għad-detriment tar-reżistenza kimika. Fillers jintroduċu interfaces li kimiċi aggressivi jistgħu jattakkaw. Għas-servizz tal-iskambjatur tas-sħana f'ambjenti korrużivi, PTFE mimli rari huwa adattat.
Tabella 1: Tqabbil tal-Ħajja Creep tal-Gradi tar-Reżina PTFE (10mm OD × 1mm Wall Tube, 6 barg Steam, 160 grad)
| Grad PTFE | Creep Modulus f'160 grad (MPa) | Rata ta' Tkaxkir bi Stress taċ-ċrieki ta' 3 MPa (%/1,000 siegħa) | Ħin stmat għal 2% Strain (sigħat) | Ħajja tas-Servizz Stima f'160 grad (snin) | Spiża Relattiva |
|---|---|---|---|---|---|
| Verġni PTFE (standard) | 28-35 | 0.08-0.12 | 16,000-25,000 | 2-3 | 1.0× |
| Verġni PTFE (piż molekulari għoli) | 35-42 | 0.05-0.08 | 25,000-40,000 | 3-5 | 1.1× |
| PTFE modifikat (konomomeru baxx) | 42-50 | 0.03-0.05 | 40,000-65,000 | 5-8 | 1.3× |
| PTFE modifikat (grad ottimizzat) | 50-60 | 0.02-0.04 | 50,000-100,000 | 6-12 | 1.5× |
| PTFE + 15% fibra tal-ħġieġ | 80-100 | 0.01-0.02 | >100,000 | >12 | 0.9× (mhux għal servizz kimiku korrużiv) |
Il-Kriterju tal-Nuqqas tal-Creep
Ħsara tal-creep f'tubu tal-iskambjatur tas-sħana PTFE hija definita mhux mill-qsim-it-tubu ma jinfaqax-iżda minn żieda eċċessiva fid-dijametru u tnaqqija tal-ħajt. Hekk kif it-tubu jitkaxkar, id-dijametru tiegħu jikber u l-ħajt tiegħu jirqaq, u jżomm il-volum. Meta l-ħxuna tal-ħajt tonqos għal 60% tal-oriġinal, il-fattur tas-sigurtà tal-pressjoni tal-fqigħ jinżel taħt it-3:1, u jqanqal is-sostituzzjoni.
Għal tubu tal-ħajt ta '1.0mm, 2% strain jikkorrispondi għal madwar 0.02mm ta' traqqiq tal-ħajt. Dan huwa limitu konservattiv. It-tubi jistgħu joperaw b'mod sikur lil hinn minn 2% strain, iżda r-rata ta 'creep aċċellerata fl-istadji aktar tard tad-deformazzjoni tagħmel is-sostituzzjoni bikrija prudenti.
PTFE modifikat jestendi l-ħin biex jilħaq 2% strain b'fattur ta '2-3 meta mqabbel ma' PTFE verġni standard f'160 grad. L-ispiża tal-materjal ogħla tiġi rkuprata permezz ta 'ħajja ta' servizz estiża.
Rakkomandazzjoni tal-Grad tar-Reżina skont it-Temperatura Operattiva
Taħt il-120 grad, il-gradi kollha tal-PTFE jipprovdu ħajja ta' skadenza adegwata għal servizz ta' 10+ sena. Verġni PTFE hija l-għażla kost-effettiva.
Bejn 120 grad u 150 grad, PTFE verġni ta 'piż molekulari għoli jew PTFE modifikat huwa rakkomandat għal applikazzjonijiet fejn l-iskambjatur tas-sħana ma jkunx aċċessibbli faċilment għas-sostituzzjoni.
Aktar minn 150 grad, PTFE modifikat huwa rakkomandat ħafna. L-ispiża tal-materjal inkrementali hija frazzjoni żgħira tal-ispiża installata totali u tipprovdi l-assigurazzjoni ta 'ħajja ta' creep adegwata.
Sommarju
L-għażla tal-grad tar-reżina PTFE taffettwa b'mod sinifikanti l-ħajja tal-creep tal-iskambjatur tas-sħana f'160 grad. PTFE modifikat, li jinkorpora comonomeri tal-fergħa tal-ġenb-, inaqqas ir-rata ta 'creep bi 30-50% meta mqabbel ma' PTFE verġni u jestendi l-ħajja tas-servizz minn 2-3 snin għal 6-12-il sena fi pressjonijiet tal-fwar elevati. Aktar minn 150 grad, PTFE modifikat huwa l-materjal rakkomandat għal affidabbiltà fit-tul.
Il-grad tar-reżina għandu jiġi speċifikat b'mod espliċitu fid-dokumenti tal-akkwist tal-iskambjatur tas-sħana PTFE. Mhux it-tubi "PTFE" kollha huma l-istess, u d-differenza fil-prestazzjoni ssir kritika fit-tarf ta 'fuq tal-firxa tat-temperatura operattiva.
Rakkomandazzjonijiet ta 'inġinerija għall-għażla tal-grad tar-reżina PTFE ibbażata fuq kundizzjonijiet operattivi speċifiċi huma disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-pressjoni tal-fwar, il-firxa tat-temperatura operattiva mistennija, id-dimensjonijiet tat-tubu u l-ħajja tas-servizz meħtieġa.
