Jak prawidłowo zamontować i podłączyć wymiennik ciepła PTFE bez jego uszkodzenia

Wymiennik ciepła z PTFE jest sztywno zamocowany, a rurę wciąga się na miejsce samą siłą. Wyściółka PTFE pęka w ciągu kilku tygodni przy dyszy. Powód? Naprężenie rozszerzalności cieplnej. Niewłaściwa instalacja rurowa. Aby prawidłowo go zainstalować, należy zapewnić mobilność.
PTFE (politetrafluoroetylen) nie ma sobie równych pod względem odporności na korozję w przypadku ciężkich zastosowań chemicznych, należy jednak szanować jego właściwości mechaniczne. Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej materiału jest około 10 razy większy niż w przypadku stali węglowej (około 100–120 × 10⁻⁶/stopień w porównaniu do 10–12 × 10⁻⁶/stopień w przypadku stali). Wykładzina PTFE rozszerza się znacznie podczas przejścia temperatury procesu z warunków otoczenia do warunków pracy, ale płaszcz stalowy rozszerza się znacznie mniej. Jeśli wymiennik jest nieruchomy, a dysze sztywno zamocowane, różnicowy wzrost powoduje naprężenia ścinające i rozciągające, które szybko przekraczają granicę wydłużenia wykładziny. Prowadzi to do promieniowych pęknięć w szyjce dyszy, zniekształcenia powierzchni czołowej kołnierza lub mikro-pęknięć rozprzestrzeniających się pod wpływem cykli ciśnienia. Instalacja-bez wycieków to instalacja-bezstresowa. Dlatego obowiązkiem instalatora jest ustawienie urządzenia w taki sposób, aby mogło ono oddychać osiowo i bocznie, jednocześnie utrzymując dysze w jednej linii z rurą procesową.
Zacznij od fundamentu. Umieścić wymiennik ciepła na przesuwnych wspornikach, a nie na stałych ograniczeniach. Standardową praktyką jest stosowanie płytek ślizgowych z PTFE lub podkładek łożyskowych o niskim tarciu pomiędzy stopami wymiennika a stalowymi belkami nośnymi. To sprawia, że ​​skorupa rozszerza się i ściska bez walki z tarciem. Przed opuszczeniem wymiennika sprawdź, czy konstrukcja wsporcza jest dokładnie wypoziomowana za pomocą wysokiej jakości poziomicy mechanicznej lub laserowego narzędzia do wyrównywania; odchylenie większe niż 1 mm na metr może powodować nierówne obciążenie. Podtrzymuj wszystkie punkty równomiernie w rozkładzie ciężaru. Nigdy nie dopuszczaj obciążeń punktowych pod powłoką lub ceownikiem. Niewielkie nieprawidłowości w fundamencie kompensuje się podkładkami lub regulowanymi śrubami podporowymi pod stopami. Nie spawać ani nie przykręcać obudowy na sztywno do konstrukcji, gdy wymiennik znajduje się w swoich wspornikach ślizgowych. Zamiast tego należy stosować osiowe szyny prowadzące lub bloki oporowe, które ograniczają ruch boczny, ale umożliwiają nieskrępowany ruch wzdłużny wzdłuż osi statku. PTFE rozszerza się pod wpływem ciepła, dając miejsce na ruch.

Po umieszczeniu i wypoziomowaniu wymiennika kolejnym krokiem jest ustawienie dysz. Nie naprężać rurociągu procesowego tak, aby pasował do dysz wymiennika. Najpierw ustaw rurociąg w regularnej linii. Umieść elementy szpuli na tymczasowych regulowanych wspornikach rur lub łańcuchach tak, aby powierzchnie kołnierzy były równoległe i koncentryczne w zakresie odpowiednio 1,5 mm i 0,5 mm na 25 mm średnicy śruby, zgodnie z przepisami branżowymi dotyczącymi sprzętu z wykładziną. Użyj szczelinomierzy, aby zmierzyć szczeliny w kilku miejscach na obwodzie. Jeżeli występuje niewspółosiowość, napraw ją poprzez podkładki regulacyjne podpór rurowych lub stóp wymiennika, a nie poprzez uderzanie lub wciąganie rury. Małe niewspółosiowości rzędu 3 mm mogą powodować momenty zginające, które precyzyjnie lokalizują naprężenia na cienkiej wykładzinie PTFE w gardzieli dyszy, gdzie wykładzina jest przyklejona lub mechanicznie przymocowana do stali.
Po wyrównaniu wybierz odpowiednie uszczelki i zamontuj je. Wymagane są uszczelki kopertowe z PTFE lub-pełnopowierzchniowe uszczelki PTFE, które są zgodne z odpornością chemiczną i zachowaniem pełzania samej wykładziny. Nie należy używać gumy, sprężonego azbestu ani-spiralnych uszczelek z metalowymi uzwojeniami. Materiały te ściskają się nierównomiernie i mogą osadzać się na bardziej miękkiej powierzchni czołowej PTFE, tworząc drogi wycieku lub miejscowe zmiażdżenie. Wyśrodkuj uszczelkę w kołnierzu, upewniając się, że krawędź koperty nie zagina się ani nie rozrywa. Jeśli producent na to pozwala, nałóż cienką warstwę odpowiedniego smaru (pasty na bazie PTFE-) na powierzchnie czołowe uszczelki. Zmniejszy to moment montażowy bez wpływu na integralność uszczelnienia.
Jest to proces kontrolowany, skręcanie. Dokręcić śruby kołnierza w układzie gwiazdowym lub krzyżowym, zaczynając od środka i postępując w kierunku zewnętrznym, stopniowo zwiększając 30%, 60% i 100% podanego momentu obrotowego. Użyj skalibrowanego klucza dynamometrycznego. Typowe wartości dla kołnierzy-wyłożonych PTFE wynoszą od 40 do 80 Nm w zależności od rozmiaru i klasy ciśnienia, ale zawsze należy zapoznać się z arkuszem danych producenta sprzętu. Nadmierne-dokręcenie-ściska PTFE powyżej jego granicy sprężystości i powoduje płynięcie na zimno lub pękanie na krawędzi kołnierza. Poczekaj piętnaście minut po ostatnim przejściu i ponownie sprawdź moment obrotowy; Uszczelki PTFE rozluźniają się nieco podczas osadzania. Nie używać kluczy udarowych ani narzędzi pneumatycznych na powlekanych kołnierzach.
Ciężar własny ciężkich rurociągów procesowych powinien być podparty niezależnie na własnych stojakach lub wieszakach sprężynowych, tak aby nie zwisał z króćców wymiennika. Sama dysza jest jedynie przedłużeniem cienkiej wykładziny PTFE, a nie kotwą konstrukcyjną. Zamontuj pętle kompensacyjne, kompensatory mieszkowe lub elastyczne węże metalowe na przewodach wlotowych i wylotowych. Elementy te amortyzują różnicowe rozszerzanie, zwykle 3–6 mm na metr długości rury, bez przenoszenia naporu osiowego z powrotem na wymiennik. Zamontować elastyczne elementy obok dyszy, za pierwszym zaworem odcinającym, aby umożliwić dostęp konserwacyjny. Dobrą zasadą jest pozostawienie odstępu 5–10 mm pomiędzy płaszczem wymiennika a jakąkolwiek stałą ścianą ze stali konstrukcyjnej lub betonem. Luz ten pozwala na pełny wzrost termiczny bez wiązania.
Po wykonaniu wszystkich połączeń i przed wprowadzeniem płynów procesowych należy sprawdzić ustawienie na zimno. Zaznacz miejsca odniesienia na dyszach i powiązanych rurach za pomocą rysika lub znacznika tymczasowego. W przypadku systemu należy zmierzyć odstęp i równoległość w temperaturze otoczenia. Następnie, po zakończeniu skręcania i zablokowaniu podpór,-zmierz ponownie. Jakikolwiek ruch > 1 mm wskazuje na szczątkowe naprężenie. Poluzuj kołnierze,-wyreguluj ponownie podpory i kontynuuj aż do ustalenia zerowego naprężenia. Ta ostatnia kontrola to polisa ubezpieczeniowa instalatora od ukrytych stresów.
Prawidłowy montaż mechaniczny i wyrównanie rurociągów zapobiega pęknięciom naprężeniowym i wyciekom. Projekt trwałości wymiennika ciepła PTFE musi uwzględniać rozszerzalność cieplną. Kiedy wymiennik jest zamontowany na przesuwnych wspornikach, dysze są ustawione bez użycia siły, uszczelki są dobrane i dokręcone prawidłowo, a rurociąg może swobodnie się rozszerzać, wykładzina PTFE pozostaje jedynie poddana ściskaniu, dokładnie tam, gdzie wykonuje najlepszą pracę. Rezultatem są lata pracy-bez wycieków, a nie przedwczesna awaria. Ostatecznie dodatkowa godzina spędzona na dokładnym poziomowaniu, wsuwaniu podpór i wykonywaniu elastycznych połączeń zwraca się w postaci czasu pracy i bezpieczeństwa znacznie wykraczającego poza początkowy wysiłek.