The Interference Fit Dilemma
Tubu PTFE imdaħħal f'toqba tal-folja tat-tubu u mwaħħal b'espansjoni għandu jaqbad il-ħajt tat-toqba sewwa biżżejjed biex jissiġilla kontra l-pressjoni interna tal-fwar, iżda mhux daqshekk sewwa li l-istress taċ-ċrieki fit-tubu estiż jaqbeż il-limitu tal-qsim tal-istress tal-materjal. Id-differenza bejn qabda adegwata u interferenza ta 'ħsara hija mkejla f'għaxriet ta' millimetru.
Il-PTFE jippreżenta sfida partikolari għall-ġonot tal-folji tat-tubi-per-tubi minħabba li l-materjal kiesaħ-jiċċirkola taħt kompressjoni sostnuta. Fit-twaħħil ta' interferenza li jħossu ssikkat u mingħajr tnixxija-fil-installazzjoni tista' tirrilassa matul ġimgħat f'temperatura operattiva hekk kif il-PTFE jitbiegħed mill-pressjoni tal-kuntatt. Il-ġonta tibda tnixxi. It-tentazzjoni hija li tiżdied l-interferenza inizjali biex tippermetti r-rilassament-iżda dan jirriskja li l-istress qsim immedjat minn espansjoni-żżejjed.
L-interferenza massima permissibbli hija l-grad ta 'daqs żejjed dijametrali li jenfasizza l-PTFE għal ftit taħt il-limitu tal-qsim tal-istress tiegħu fit-temperatura operattiva massima mistennija.
Il-Mekkaniżmu tat-Tkissir tal-Istress
Il-qsim tal-istress tal-PTFE iseħħ meta l-materjal ikun soġġett għal tensjoni tat-tensjoni li taqbeż bejn wieħed u ieħor 2-3% f'temperatura elevata. Ir-razza tiftaħ vojt mikroskopiċi bejn oqsma kristallini. Dawn il-vojt jikbru maż-żmien taħt stress sostnut, eventwalment jingħaqdu fi xquq viżibbli.
F'ġonta ta' espansjoni tal-folja ta' tubu-per-tubu, ir-razza primarja hija strain taċ-ċrieki fil-ħajt tat-tubu fis-sezzjoni estiża. L-ID tat-tubu huwa sfurzat fuq dijametru akbar (għodda espansjoni jew it-toqba tal-folja tat-tubu b'inserzjoni). Il-fibri ta 'barra tal-ħajt tat-tubu jiġġebbed. Ir-razza taċ-ċrieki hija: ε=(Dexpanded - Doriginal) / Doriginal.
Għal tubi PTFE ta '10mm OD estiżi għal toqba tal-folja tat-tubu ID ta' 10.8mm, l-espansjoni dijametrali hija 0.8mm. Ir-razza taċ-ċrieki hija 0.8/10=8%. Dan jaqbeż bil-bosta l-limitu sigur ta' 2-3% u se jkisser it-tubu-jekk mhux immedjatament, imbagħad fi żmien ġimgħat f'temperatura operattiva.
Tabella 1: Twaħħil ta' Interferenza Massima Permissibbli għal ġonot ta' Tubu PTFE-ma'-Tube Sheet
| Tubu OD (mm) | Ħajt tat-tubu (mm) | ID tat-toqba tal-folja tat-tubu (mm) | Interferenza Dijametrali (mm) | Strain taċ-ċrieki (%) | Stress Crack Riskju | Servizz Rakkomandat |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 1.0 | 8.0 (tneħħija żero) | 0 | 0 | Xejn | Jeħtieġ siġill sekondarju |
| 8 | 1.0 | 8.1 | 0.1 | 1.25 | Xejn | Pressjoni-baxxa (< 2 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.2 | 0.2 | 2.5 | Baxxa (limitu għal servizz kontinwu) | Servizz ġenerali (sa 4 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.3 | 0.3 | 3.75 | Moderat (mhux rakkomandat) | Mhux rakkomandat |
| 10 | 1.0 | 10.0 | 0 | 0 | Xejn | Jeħtieġ siġill sekondarju |
| 10 | 1.0 | 10.15 | 0.15 | 1.5 | Xejn | Pressjoni-baxxa |
| 10 | 1.0 | 10.25 | 0.25 | 2.5 | Baxxa (limitu għal servizz kontinwu) | Servizz ġenerali (sa 4 barg) |
| 12 | 1.2 | 12.3 | 0.3 | 2.5 | Baxxa (limitu għal servizz kontinwu) | Servizz ġenerali |
Ir-Rekwiżit tas-Siġill Sekondarju
Minħabba li l-interferenza massima sigura għal PTFE hija limitata għal madwar 2.5% strain taċ-ċrieki, il-forza tal-qbid mill-espansjoni biss hija modesta. F'temperatura operattiva, ir-rilassament tal-creep inaqqas aktar din il-forza. Mekkaniżmu ta' siġill sekondarju huwa meħtieġ għal tnixxija ta'-tul ta' żmien-affidabbli.
Is-siġill sekondarju l-aktar komuni huwa twaħħil ta 'kompressjoni: it-tubu jgħaddi mill-folja tat-tubu, u ġewż jikkompressa ferrule PTFE fuq it-tubu OD. Il-ferrule jipprovdi s-siġill; il-folja tat-tubu tipprovdi l-ankraġġ mekkaniku. L-interferenza bejn it-tubu u t-toqba tal-folja tat-tubu mbagħad tiġi ssettjata għal żero (twaħħil ta 'tneħħija) jew minima, u telimina kompletament ir-riskju tal-qsim tal-istress.
Siġilli sekondarji alternattivi jinkludu truf ta' tubi maqluba li joqogħdu ma' wiċċ tal-folja ta' tubu koniku, u siġilli O-ring fi skanalaturi fit-toqba tal-folja tat-tubu. Iż-żewġ approċċi jiddiżakkoppjaw il-funzjoni tas-siġillar mill-funzjoni ta 'espansjoni tat-tubu.
Effett Termali taċ-Ċikli
Kull ċiklu termali mit-temperatura ambjentali għat-tħaddim iżid ċiklu ta 'strain mas-sezzjoni tat-tubu estiża. It-tubu PTFE jespandi b'mod radjali aktar mill-folja tat-tubu (jekk il-folja hija tal-metall jew polimeru differenti), billi tbiddel l-adattament tal-interferenza. Ġonta li tkun clearance f'temperatura tal-kamra tista' ssir interferenza fit-temperatura, jew viċeversa.
Id-disinn tal-ġonta għandu jakkomoda din il-bidla dimensjonali ċiklika mingħajr ma jaqbeż il-limitu ta' strain ta' 2.5% fi kwalunkwe punt fiċ-ċiklu termali. Għal tubi PTFE f'folji ta 'tubi PTFE, il-materjali jespandu bl-istess rata, u l-interferenza hija stabbli. Għal tubi PTFE f'folji tal-metall jew PVDF, l-espansjoni differenzjali għandha tiġi kkalkulata.
Sommarju
L-interferenza dijametrali massima permissibbli għall-ġonot tal-folji tat-tubu PTFE-ma-tubi hija 2.5% tad-dijametru tat-tubu, li jikkorrispondi għal madwar 0.2mm għal tubi OD 8mm u 0.25mm għal tubi OD 10mm. Dan il-limitu jipprevjeni l-qsim tal-istress minn strain eċċessiv taċ-ċrieki f'temperatura elevata.
Is-siġillar affidabbli jeħtieġ mekkaniżmu sekondarju-ferrule tal-kompressjoni, ġonta flared, jew O-ring-minħabba li l-interferenza limitata tipprovdi biss forza ta' qbid modesta li tirrilassa aktar maż-żmien fit-temperatura. Id-disinn konġunt għandu jakkomoda espansjoni termali differenzjali jekk it-tubu u l-folja tat-tubu huma materjali differenti.
L-ispeċifikazzjonijiet tal-inġinerija għad-disinn tal-ġonta tal-folja tat-tubu PTFE-per-tubu huma disponibbli fuq is-sottomissjoni tad-dimensjonijiet tat-tubu, il-materjal u l-ħxuna tal-folja tat-tubu, it-temperatura u l-pressjoni operattiva, u l-ħajja tas-servizz meħtieġa.
