W jaki sposób odpowiednie podparcie i zaciskanie mogą wydłużyć żywotność grzałki zanurzeniowej z PTFE w kształcie litery L-?

Wiszący grzejnik PTFE w kształcie litery L- nad krawędzią zbiornika jest wrażliwy na wahania, wibracje i niezamierzony kontakt ze ścianą zbiornika. Problemy mechaniczne rozwiązywane są poprzez odpowiednio zbudowane podpory i zaciski, które znacznie wydłużają żywotność grzejnika. Różnica między grzejnikiem dziesięcioletnim-a grzejnikiem, który psuje się w ciągu roku, zazwyczaj sprowadza się do sposobu jego zamontowania. Jeśli jesteś inżynierem procesu chemicznego lub specjalistą ds. konserwacji odpowiedzialnym za podgrzewanie płynów korozyjnych, ważne jest, aby zrozumieć znaczenie trwałości grzałki PTFE w kształcie litery L z mocowaniem podporowym.

Luki w grzejniku w kształcie litery L-bez wsparcia
Grzałka zanurzeniowa z PTFE w kształcie litery L- ma pionową nóżkę (przechodzącą przez krawędź lub pokrywę zbiornika) i poziomą nóżkę sięgającą do płynu. Ta geometria (jeśli nie jest obsługiwana) wytwarza szereg naprężeń mechanicznych:

W gęstych lub turbulentnych płynach siły wyporu mają tendencję do podnoszenia poziomej nogi. Zatem unosi się w górę.

Noga pozioma poddawana jest wibracjom generowanym przez przepływ z mieszadła, pompy obiegowej lub konwekcji ciepła.

Grzejnik może w sposób niezamierzony uderzyć w ścianę zbiornika, wewnętrzne przegrody lub inny sprzęt podczas ruchu.

Grawitacja działa na rdzeń z metalu ciężkiego w PTFE i z czasem próbuje ciągnąć poziomą nogę w dół.

Wszystkie te działania powodują, że powłoka PTFE ociera się o ścianę zbiornika lub inną twardą powierzchnię. Ścieranie może przeciąć PTFE i narazić metalowy rdzeń na działanie agresywnych środków chemicznych. Wówczas jakikolwiek inny upływ prądu lub zwarcie doziemne może spowodować nieoczekiwane wyłączenie.

Co więcej, niepodparta noga pozioma jest narażona na wibracje z właściwą jej częstotliwością, szczególnie w przypadku przepływających cieczy. Wibracje te przenoszone są na pionową nogę i na obrzeże zbiornika, powodując zmęczenie PTFE na krzywiźnie i w pozycji montażowej.

Rozwiązanie:-wykonane na zamówienie wsporniki i zaciski
Właściwe wsparcie mechaniczne pozwala uniknąć takich trudności, bez wprowadzania nowych naprężeń. System nośny grzejnika PTFE w kształcie litery L- musi być odpowiednio zaprojektowany i spełniać trzy główne funkcje:

Zapobieganie ruchom bocznym (tj. trzymanie poziomej nogi z dala od ściany zbiornika).

Swobodna rozszerzalność cieplna - Nie wiąże ściśle grzejnika, umożliwiając jego rozszerzanie i kurczenie się pod wpływem wahań temperatury.

Zabezpieczenie nóg w pionie - Zapobiega obracaniu się lub przesuwaniu grzejnika, co mogłoby zmienić pozycję ogrzewania w zbiorniku.

Zwykle wystarczy prosty wspornik z PTFE lub PVDF w pobliżu wolnego końca poziomej nogi. Wspornik należy przymocować do ściany zbiornika lub do solidnej konstrukcji wewnątrz zbiornika. Grzejnik przechodzi przez otwór lub szczelinę we wsporniku. Co najważniejsze, otwór musi być wystarczająco duży, aby grzejnik mógł ślizgać się wzdłużnie podczas nagrzewania się i rozszerzania.

Materiały wsporników i zacisków
Materiał stykający się z osłoną PTFE lub kąpielą chemiczną musi być kompatybilny z cieczą procesową. Niektóre popularne opcje obejmują:

PTFE - Obojętny i nie-klejący się, idealny do wszystkich zastosowań korozyjnych.

PVDF (polifluorek winylidenu) - Dobra odporność chemiczna i wyższa wytrzymałość mechaniczna niż PTFE; odpowiednie dla różnych kwasów i rozpuszczalników.

Stal nierdzewna (316 lub wyższa) - Nadaje się do-kwasów nieutleniających i niektórych kąpieli alkalicznych. Może wymagać powłoki lub izolacji, jeśli problemem jest przewodność elektryczna.

ograniczyć metalowe zaciski mające bezpośredni kontakt z grzejnikiem PTFE, chyba że zastosowano tuleję lub uszczelkę z PTFE w celu zmniejszenia ścierania.

Zapewnienie rozszerzalności cieplnej Ważny szczegół
Współczynnik rozszerzalności cieplnej PTFE jest znaczny i wynosi około 1% jego długości pomiędzy temperaturą otoczenia (20 stopni) a maksymalną ciągłą temperaturą pracy (110 stopni). W przypadku grzejnika z poziomą nogą o długości 1 m, pod wpływem ciepła noga rozszerzy się o około 10 mm. Jeśli wspornik jest mocno przymocowany do grzejnika (jak zacisk węża, który jest ściśle dopasowany), PTFE nie może się swobodnie rozszerzać. Wynik jest następujący:

Wyboczenie powłoki PTFE podczas próby rozprężenia sprasowanego materiału.

Mikropęknięcia w miejscach skupienia naprężeń, zwłaszcza na zgięciu lub na samym zamku.

Oddzielenie powłoki od wewnętrznego rdzenia metalowego.

Starannie skonstruowany system nośny pozwala uniknąć problemu szczelinowej prowadnicy lub luźnego pierścienia. Wspornik tworzy kanał lub okrągły otwór o 2–4 mm większy od zewnętrznej średnicy grzejnika. Grzejnik znajduje się w prowadnicy, ale może przesuwać się w przód i w tył w miarę rozszerzania się i kurczenia. W niektórych konstrukcjach grzejnik jest podtrzymywany przez kanał w kształcie litery U-wyłożony PTFE-, który umożliwia przemieszczanie się grzejnika wzdłuż jego długości.

W praktyce podpora nigdy nie powinna całkowicie ograniczać ruchu wzdłużnego grzejnika. Każdy ciasny zacisk, który zapobiega przesuwaniu się, ostatecznie doprowadzi do obrażeń.

Zabezpieczenie nogi pionowej na krawędzi zbiornika.
Pionowa noga grzejnika PTFE w kształcie litery L często przechodzi przez otwór w krawędzi zbiornika lub przez kołnierz. Jeśli zacisk nie zostanie prawidłowo wykonany w tym punkcie wejścia, grzejnik może:

Obróć wokół jego osi pionowej, zmieniając kierunek poziomej nogi.

Jeśli wspornik na poziomej nodze ulegnie awarii, zsuń się do zbiornika.

Wibruj w kierunku otworu obręczy, zakładając osłonę z PTFE.

Odpowiedni zacisk obręczy lub dławik powinien mocno trzymać pionową nóżkę, ale umożliwiać grzejnikowi wysunięcie się w górę (grzejnik rozszerza się zarówno w pionie, jak i w poziomie). Popularnym rozwiązaniem jest obejma-z dzielonym pierścieniem z PTFE lub PVDF, która zaciska się wokół grzejnika tuż nad obręczą, z występem opartym na obręczy. Zacisk utrzymuje pozycję pionową, ale nie utrudnia wysunięcia wzdłużnego w górę, ponieważ w razie potrzeby grzejnik może lekko przesunąć się przez zacisk. Inną możliwością jest zastosowanie luźno-pasowanej tulei prowadzącej i oddzielnego ogranicznika mechanicznego (kołnierza), aby zapobiec wpadnięciu grzejnika do zbiornika.

Zacisk obręczy również przestaje się obracać. Jest to istotne, ponieważ obrót może zmienić prześwit pomiędzy poziomą nóżką a ścianą zbiornika i spowodować kontakt, który mógł nie występować w momencie instalacji.

Druga kluczowa funkcja zatrzymująca ścieranie
Należy zapewnić odpowiednie podparcie, ale osłona PTFE nie może nigdy ocierać się o ścianę zbiornika ani o jakąkolwiek inną sztywną powierzchnię. Wspornik powinien ustawić nogę poziomą tak, aby minimalny prześwit pomiędzy PTFE a najbliższą powierzchnią wewnętrzną zbiornika wynosił 5–10 mm. Szczelina ta służy do zapobiegania ścieraniu spowodowanemu wibracjami lub niewielkimi ruchami płynu.

Ryzyko ścierania jest większe, gdy ściana zbiornika jest wykonana z szorstkiego materiału (np. stali bez wykładziny lub włókna szklanego). W takich przypadkach wskazane jest zastosowanie tulei ochronnej składającej się z dodatkowej warstwy rurki PTFE w miejscach, w których grzejnik może się zetknąć, lub wspornika dystansowego, który utrzymuje grzejnik w odległości kilku centymetrów od ściany.

Niewielki wysiłek przy montażu wspornika może zaoszczędzić kosztownej naprawy grzejnika i niepotrzebnych przestojów. Wspornik jest stosunkowo niedrogą częścią, którą można łatwo wytworzyć z arkusza PTFE lub PVDF.

Specjalne uwagi dotyczące mieszania w zbiornikach
W zbiornikach z mieszadłami mechanicznymi lub gazem bełkotkowym istotna może być prędkość płynu. Pozioma noga poddawana jest nie tylko wibracjom, ale także siłom oporu, które mają tendencję do odchylania jej w kierunku przepływu. Jeśli noga jest długa, wspornik na wolnym końcu może nie wystarczyć. W takich przypadkach należy rozważyć dwa dodatkowe środki:

Wiele punktów podparcia - Dwa lub więcej wsporników wzdłuż poziomej nogi, rozmieszczonych w takich odstępach, aby rozpiętość niepodpartego nie przekraczała normalnych norm (tj. rozpiętość < 20-30-krotność średnicy zewnętrznej grzejnika).

{0}}Osłona przepływu - Przed grzejnikiem można dodać perforowaną przegrodę lub deflektor przepływu, aby złagodzić bezpośrednie uderzenie przepływu.

Wsporniki wsporcze nadal muszą uwzględniać rozszerzalność cieplną, dlatego obowiązuje ten sam pomysł luźnego prowadzenia.

Lista kontrolna najlepszych praktyk dotyczących instalacji
Podczas instalacji należy przestrzegać następujących zasad, aby zmaksymalizować trwałość grzałki PTFE w kształcie litery L zacisku podtrzymującego:

Znaczenie działania
Sprawdź wnętrze zbiornika pod kątem ostrych krawędzi lub zadziorów. Zapobiegaj początkowemu uszkodzeniu PTFE
Wolny koniec poziomej nogi, zainstaluj wspornik. Unikaj zwisania i dotykania ściany
Upewnij się, że otwór wspornika jest o 2–4 mm większy niż ODA grzejnika. Uwzględnij rozszerzalność cieplną
Przymocuj pionową nogę do obręczy za pomocą-nieobrotowego zacisku. Brak obrotu i pionowego spadku
Sprawdź minimalny odstęp 5-10 mm od boków zbiornika. Usuń niebezpieczeństwo zużycia
Kontrola-na gorąco. Po-instalacji. Nie potwierdzono kontaktu ani powiązania w sprawie rozszerzenia.
Streszczenie
Podpora mechaniczna to niedroga i prosta technika pozwalająca utrzymać inwestycję w grzejnik PTFE-o niestandardowym kształcie. Dobrze podparty i zaciśnięty grzejnik w kształcie litery L-nie będzie podlegał żadnemu z trzech głównych mechanizmów uszkodzeń mechanicznych, tj.; ścieranie spowodowane kontaktem ze ścianą zbiornika, zmęczenie spowodowane wibracjami i naprężeniami wynikającymi z ograniczonej rozszerzalności cieplnej. Dobrze zbudowany system nośny obejmuje luźno dopasowaną prowadnicę lub wspornik szczelinowy w pobliżu końca poziomej nogi, który umożliwia swobodne przesuwanie się PTFE podczas jego rozszerzania. Należy zastosować zacisk, aby przymocować pionową nogę do krawędzi zbiornika, zapobiegając obrotowi i opadaniu, ale umożliwiając rozszerzanie się w górę. Należy zachować zgodność materiału z płynem procesowym. - Typowymi alternatywami są PTFE, PVDF lub stal nierdzewna. Jakość grzejnika nie jest ważniejsza niż najlepsze praktyki instalacyjne. Grzejnik klasy premium ulegnie przedwczesnej awarii, jeśli będzie się kołysał, grzechotał lub ocierał o ściankę zbiornika.