L-laga PTFE hitarar eru vinsælir fyrir grunna tanka, en beygjan sem gefur lögun þeirra er hugsanlegur veikur punktur ef hann er ekki rétt hannaður. Radíus þessarar beygju er ekki handahófskennt-það er mikilvæg vídd sem hefur áhrif á bæði vélrænni heilleika og líftíma hitara. Þegar L-laga PTFE dýfahitari er beygður of skarpt, geta falin skemmdir orðið inni í slíðrinu, sem leiðir til ótímabærrar bilunar löngu áður en hitari sýnir ytri merki um neyð.
ThePTFE hitara beygja radíus hönnunákvarðar beint hvort innri hitaeiningin lifi af beygjuferlið og síðari hitauppstreymi. Undirstærð beygjuradíus sprungur brothætta málmkjarnann eða veldur því að PTFE hlífin losnar frá kjarnanum, sem skapar innri tóm sem skerða rafmagnsöryggi og hitaflutning.
Skilningur á innri byggingu PTFE hitara
PTFE dýfahitari samanstendur af málmviðnámsvír (venjulega nikkel-króm eða svipað málmblöndur) sem er fellt inn í gegnheil PTFE slíður. Viðnámsvírinn myndar hita þegar rafstraumur fer í gegnum hann. PTFE slíðurinn veitir rafeinangrun, efnaþol og vélrænni vörn.
Ólíkt málm-klæddum hitara (eins og Incoloy eða títan), þar sem hitaeiningin er umkringd þjöppuðu magnesíumoxíðdufti, hafa PTFE hitarar ekkert laust fyllingarefni. PTFE er beint pressað eða mótað í kringum mótstöðuvírinn. Þessi smíði þýðir að til að beygja hitara þarf bæði málmvírinn og PTFE að afmyndast samtímis. Efnin tvö hafa mjög mismunandi vélræna eiginleika: málmkjarninn er sveigjanlegur en getur sprungið við skarpa beygju, á meðan PTFE er sveigjanlegt en getur losnað frá málmyfirborðinu ef það er of mikið álag.
Hvað er lágmarksbeygjuradíus og hvers vegna skiptir það máli?
Lágmarksbeygjuradíus er minnsti radíus sem hægt er að beygja hitara á öruggan hátt í án þess að valda varanlegum skemmdum á innri byggingu hans. Fyrir PTFE hitara er lágmarksbeygjuradíus umtalsvert stærri en fyrir málm-klæddir dýfingarhitara. Þessi munur stafar af því að PTFE skortir burðarduftbeðið sem dreifir beygjuálagi í málm-hlífðarhönnun.
Í reynd er algeng viðmiðunarreglur fyrir PTFE hitara lágmarksbeygjuradíus5 til 6 sinnum þvermál ytra slíður hitara. Til dæmis þarf PTFE hitari með 10 mm ytra þvermál beygjuradíus sem er að minnsta kosti 50–60 mm. Beygja þéttari en þessi radíus kynnir þrjár mismunandi bilunarhættur:
Sprunga á innri málmkjarna- Viðnámsvírinn er samfelldur málmþáttur. Þegar hann er beygður undir lágmarksradíus myndast smásæjar sprungur í vírnum. Þessar sprungur auka rafviðnám á staðnum og mynda heita bletti sem að lokum bráðna í gegnum vírinn.
Aðskilnaður PTFE slíður frá málmkjarna– PTFE festist illa við málm. Við óhóflega beygjuálag getur viðmótið milli PTFE og mótstöðuvírinn losnað. Loftgapið sem myndast virkar sem varmaeinangrunarefni, sem veldur því að vírinn ofhitnar á meðan ytri slíðurinn helst kaldari-ástand sem flýtir fyrir bilun á vír.
Innri tómamyndun– Aflögun myndar tóm inni í slíðrinu. Þessi tóm geta innihaldið jónað loft eða raka, sem leiðir til kórónulosunar eða innri ljósboga. Með tímanum eyðir boginn PTFE einangrunina, sem veldur jarðtengingu eða skammhlaupi.
Reynsla á vettvangi sýnir að ofnar með óviðeigandi hönnuðum beygjum bila oft innan vikna eða mánaða frá uppsetningu, en rétt beygðir ofnar virka í mörg ár. Bilunin er oft greind sem opin hringrás (vírslitinn) eða jarðtruflanir-sem rekja má aftur til beygjusvæðisins.
Hlutverk PTFE hitarabeygjuhönnunar í framleiðslu
Alveg réttPTFE hitara beygja radíus hönnunnær lengra en að tilgreina númer á teikningu. Framleiðsluferlið sjálft verður að vera stjórnað til að ná beygjunni án þess að koma á afgangsálagi. Virtir framleiðendur nota eftirfarandi aðferðir:
Upphituð dorn- PTFE hitari er beygður í kringum dorn sem er hitaður að hitastigi undir bræðslumarki PTFE (u.þ.b. 327 gráður) en nógu hátt til að gera efnið sveigjanlegra. Dæmigert beygjuhitastig er á bilinu 150 gráður til 200 gráður.
Stýrð kæling– Eftir beygju er hitarinn kældur hægt til að létta á innra álagi. Hröð kæling getur læst afgangsspennu sem síðar veldur sprungum við hitauppstreymi.
Sjón- og rafmagnsskoðun– Prófa skal beygða hitara með tilliti til einangrunarviðnáms og samfellu til að greina falinn skaða fyrir sendingu.
Þess má geta að kaldbeygja-að beygja PTFE hitara við stofuhita-er nánast aldrei ásættanlegt. Kalt beygja skapar staðbundinn streitustyrk sem leiðir til tafarlausrar eða tafarlausrar bilunar. Sérhver L-lagaður PTFE hitari sem virðist hafa verið beygður án beittra hita ætti að teljast grunsamlegur.
Mælt er með beygjuradíum fyrir algengar þvermál PTFE hitara
Taflan hér að neðan gefur upp ráðlagða lágmarksbeygjuradíus fyrir PTFE-dýfingarhitara miðað við ytra þvermál slíðunnar. Þessi gildi gera ráð fyrir beygjuradíus sem er 6× ytri þvermál, sem er íhaldssamt og almennt viðurkennt viðmið.
| Ytra þvermál hitari (mm) | Ytra þvermál hitari (tommur) | Lágmarks beygjuradíus (mm) | Lágmarks beygjuradíus (tommur) |
|---|---|---|---|
| 6.0 | 0.24 | 36 | 1.4 |
| 8.0 | 0.31 | 48 | 1.9 |
| 10.0 | 0.39 | 60 | 2.4 |
| 12.0 | 0.47 | 72 | 2.8 |
| 14.0 | 0.55 | 84 | 3.3 |
| 16.0 | 0.63 | 96 | 3.8 |
*Athugið: Sumir framleiðendur gætu tilgreint þéttari radíus (td 5× þvermál) fyrir smærri -þvermál hitara eða fyrir forrit með lágmarks hitauppstreymi. Ráðleggingar framleiðanda ættu alltaf að ganga framar almennum leiðbeiningum.*
Afleiðingar þess að hunsa forskriftir beygjuradíusar
Þegar L-laga PTFE hitari er settur upp með beygjuradíus sem er minni en ráðlagt lágmark geta eftirfarandi áberandi einkenni komið fram:
Hitari gangur með hléum– Sprungur í viðnámsvírnum geta opnast og lokast með hitauppstreymi, sem veldur því að hitarinn fer óvænt í gang og slökknar á honum.
Minni einangrunarþol– Mælt með megóhmmæli getur einangrunarviðnám farið niður fyrir viðunandi mörk (venjulega 10 megóhm eða lægra) vegna raka sem kemst inn í gegnum ör-sprungur eða innri ljósboga.
Sýnileg aflitun í beygjunni– Staðbundin ofhitnun vegna sprunginnar vír eða aflagaðs tóms framleiðir oft brúnt eða svart PTFE á beygjusvæðinu.
Ótímabært útfall vegna jarðtengdrar bilunar– Boga í gegnum tómarúm skapar að lokum leiðandi leið að jarðtengda tankinum eða uppsetningarbyggingunni.
Í reynd gera margir tankarstjórar ráð fyrir því að hægt sé að beygja hvaða L-laga hitara með tilteknu þvermáli í hvaða horn sem er. Þessi forsenda er röng. Beygjuradíusinn-ekki beygjuhornið-er stýrandi færibreytan. 90 gráðu beygja með stórum radíus er örugg; 90 gráðu beygja með þéttum radíus er hættuleg. Aftur á móti getur 45 gráðu beygja með ófullnægjandi radíus verið alveg jafn skaðleg og skarpari beygja.
Notkunarsjónarmið fyrir grunna skriðdreka og sérsniðnar rúmfræði
L-laga PTFE hitarar eru oft tilgreindir fyrir grunna geyma þar sem beinn hitari myndi ná yfir vökvayfirborðið. Láréttur fótur L-formsins liggur meðfram tankbotninum, hámarkar hitunaryfirborðsflatarmál á meðan lóðrétta fóturinn (sem inniheldur kalt svæði og skautanna) er fyrir ofan vökvann.
Þegar þú hannar slíkan hitara, erPTFE hitara beygja radíus hönnunverður að vera í samræmi við innri mál tanksins. Lóðrétt fjarlægð frá botni tanksins að vökvayfirborðinu, auk nauðsynlegrar lengdar á köldu svæði, ákvarðar tiltækt pláss fyrir beygjuna. Ef tankhornið er of skarpt gæti venjulegt L-lag með hæfilegum beygjuradíus ekki passað. Í slíkum tilfellum eru aðrar lausnir:
Notaðu styttri láréttan fót og sættu þig við minna upphitað svæði.
Tilgreinir PTFE hitara með minni-þvermáli (sem hefur hlutfallslega minni beygjuradíus).
Notaðu sérsniðinn-hitara með stærri beygjuradíus og stilltu uppsetningarstöðu.
Þess má geta að eindregið er bannað að beygja PTFE hitara á vettvangi. Jafnvel þótt beygjuradíus virðist ásættanlegt, án upphitaðra dorna og stjórnaðrar kælingar, getur innri streita valdið duldri bilun. Hitabeygjur ættu að vera-myndaðar af framleiðanda.
Niðurstaða
Rétt tilgreindur og framleiddur beygjuradíus er nauðsynlegur fyrir L-laga PTFE hitara áreiðanleika. Lágmarksbeygjuradíus -venjulega 5 til 6 sinnum þvermál ytra slíðursins- kemur í veg fyrir sprungur á innri málmkjarna og aðskilnað PTFE slíðunnar frá kjarnanum. Þegar beygjuradíus er of þétt leiða innri holur, vírbrot og ljósboga til ótímabærrar bilunar sem erfitt er að greina út frá ytri skoðun eingöngu.
ThePTFE hitara beygja radíus hönnungetur ekki verið aukaatriði. Það verður að vera samþætt inn í hitaraforskriftina frá upphafi, með hliðsjón af bæði vélrænni takmörkum efnanna og rúmfræðilegum takmörkunum tanksins. Sérsniðin rúmfræði hitara krefst vandlegrar verkfræði til að koma jafnvægi á form og virkni: Æskilegri L- lögun verður að ná án þess að skerða burðarvirki hitaeiningarinnar.
Fyrir tanka og tæknifræðinga er lykilatriðið einfalt: Samþykktu aldrei L-laga PTFE hitara með sýnilega skarpri beygju. Mældu beygjuradíusinn eða óskaðu eftir skjölum framleiðanda um beygjuradíus. Hitari sem lítur rétt út en hefur verið beygður of þétt mun að lokum bila-oft á versta mögulega augnabliki. Með því að virða lágmarksbeygjuradíus er hægt að ná fullum líftíma og öryggi PTFE-dýfihitarans.
