Kā PTFE sildītāja minimālais lieces rādiuss ietekmē tā kalpošanas laiku?

Piemēram, PTFE iegremdējamam sildītājam, kam bieži jāiekļaujas seklā tvertnē, ir jābūt L- formas vai maigam izliekumam. Šis līkuma rādiuss nav nejaušs dekoratīvs elements; tas tieši ietekmē to, vai sildītājs kalpos gadiem vai sabojāsies mēnešos. Saikne starp lieces rādiusu un formas PTFE sildītāju izturību ir būtiska, lai izstrādātu formas PTFE sildītājus darbam korozīvos šķidrumos. Attiecība starp PTFE sildītāja lieces rādiusu un kalpošanas laiku ir balstīta uz metāla sildīšanas serdes un fluorpolimēra apvalka mehānisko izturēšanos.

Divi materiāli, kas pakļauti stresam: PTFE sildītāja anatomija
Tipisks PTFE iegremdējamais sildītājs ir metāla pretestības stieple (parasti niķeļa-hroma vai vara-niķeļa sakausējums), kas ievietota dielektriskā pildītājā un ko ieskauj bezšuvju ekstrudēts vai termiski saraukts -PTFE apvalks. Abi materiāli deformējas kopā, kad sildītājs ir saliekts noteiktā formā -L, U vai tinuma konfigurācijā.

PTFE apvalks ir nospriegots līknes ārpusē. Apvalks iespiežas līkuma iekšpusē. Metāla serde ir arī pakļauta līdzīgiem spriedzes un saspiešanas spēkiem. Neviena viela nevar izturēt bezgalīgu deformāciju. Ja šī pielaide tiek pārsniegta, radīsies bojājumi, kas var nebūt uzreiz pamanāmi, bet laika gaitā uzkrāsies, īpaši karstuma cikla laikā.

Metāla kodols: lūzums un salocīšanās
Šis metāla pretestības vads ir paredzēts strāvas pārvadīšanai un siltuma radīšanai. Tas ir elastīgs, bet ne bezgalīgi. Ja PTFE sildītājs ir saliekts līdz mazākam par minimālo ieteicamo rādiusu, metāla serdenis tiks nospriegts pāri elastības robežai. Formā, ko tas iegūst uz zemes, ir:

Mikro-plaisas vadā vai vadu un gala tapu savienojumos.

Saliekšanās vai lokāla retināšana, lai izveidotu augstas pretestības punktu.

Noguruma lūzumi, ko izraisa atkārtota izplešanās un saraušanās sasilšanas{0}}augšanas un dzesēšanas{1}}ciklu laikā.

Viens no būtiskiem konstrukcijas kritērijiem ir tāds, ka minimālais lieces rādiuss PTFE sildītājiem bieži tiek norādīts kā sildītāja ārējā diametra reizinājums -parastām konstrukcijām parasti 5–6 reizes OD. Piemēram, PTFE sildītāju ar OD ir 10 mm nedrīkst saliekt līdz centra līnijas rādiusam, kas ir mazāks par 50 mm (5 x OD). Šīs vērtības pārsniegšana var izraisīt neatgriezenisku metāla serdes deformāciju.

Sākotnējās elektriskās pārbaudes (nepārtrauktība, izolācijas pretestība, dielektriskā izturība) var izturēt sildītājam, kas saliekts zem minimālā ieteicamā rādiusa, jo sākotnēji bojājumi ir nelieli, liecina lauka pieredze. Bet, kad sildītājs tiek darbināts un iziet termisko ciklu -izplešas, kad karsts, un saspiež, kad auksts-, nospriegotais metāls sāk sabojāt. Rezultātā tiek agri atvērta-ķēde vai lokalizēts karstais ielāps, kas noved pie izdegšanas-.

PTFE apvalks: spriedze, pagarinājums un mikro{0}}plaisāšana
PTFE ir brīnišķīgs fluorpolimērs ar izcilu ķīmisko izturību un maksimālo nepārtrauktas darbības temperatūru aptuveni 110 grādi iegremdējamo sildītāju lietojumiem. Bet PTFE nav stiepjams. Izstiepjot vai saspiežot, tas neatspersies, kā to darītu elastomērs. Ja PTFE apvalks ir saliekts pārāk stingri, rodas divas kaitīgas sekas:

Stiepes spriegums (ārējais rādiuss): Liekuma ārējā virsma ir izstiepta. Ja rādiuss ir pārāk mazs, PTFE var plastiski deformēties un siena kļūst plānāka. Plānākas sienas nodrošina mazāku elektrisko izolāciju un ir jutīgākas pret noberšanos vai ķīmisku infiltrāciju.

Spiedes spriegums un krokošanās iekšējā rādiusā: iekšējā virsma ir saspiesta un var saburzīt vai salocīt. Šādas anomālijas ir stresa koncentrācijas zonas. Šīs vietas var būt mikro-plaisu sākumpunkts temperatūras ciklos un visbeidzot izplatīties caur apvalku.

Pietiek ar mikroplaisu PTFE, lai nojauktu barjeru pret koroziju. Šķidrumi, piemēram, skābes, sārmi vai šķīdinātāji, var izkliedēties caur metāla serdi, izraisot elektrības noplūdi, zemējuma defektus vai katastrofālu sabrukumu. Pārmērīgi ass līkums, kas, iespējams, sākās vairākus mēnešus pirms galīgās atteices, bieži var būt lauka kļūmju cēlonis.

Praktiskas sekas: samazināts kalpošanas laiks slēptu bojājumu dēļ
Ja ievērojat minimālo lieces rādiusu, sildītājs var kalpot gadiem ilgi, bieži vien 10 000 līdz 20 000 nepārtrauktas lietošanas stundas. Un otrādi, sildītājs, kas uzstādīts ar liekuma rādiusu, kas ir mazāks par ieteikto, var sabojāties nedēļu vai dažu mēnešu laikā, neskatoties uz to, ka tas ir izturējis rūpnīcas pieņemšanas testus.

Atteices režīmu parasti raksturo:

Zemes defekta ķēdes pārtraucējs uztver lēnu noplūdes strāvas pieaugumu.

Lokalizēta pārkaršana līkumā, par ko liecina PTFE krāsas maiņa vai pārogļošanās (reti, jo PTFE pašnodziest, bet var sabojāties).

Metāla stieple pārtrūkst, un ķēde ir pilnībā atvērta.

Tipiski minimālie lieces rādiusi PTFE sildītājiem Atsauces tabula
Minimālais lieces rādiuss būs atkarīgs no sildītāja struktūras (viena vai divu kodolu, vatu blīvuma, apvalka biezuma). Tālāk esošajā tabulā ir sniegti vispārīgi kritēriji tradicionālajiem PTFE iegremdējamajiem sildītājiem. Visi rādiusi tiek mērīti līdz sildītāja centra līnijai.

PTFE sildītāja ārējais diametrs (OD) ieteicamais minimālais lieces rādiuss (5 x OD) Lietošanas piemērs
6 mm (¼ collas) 30 mm (1,2 collas) Maza tvertne, maza jauda
8 mm (0,315 collas) 40 mm (1,6 collas) laboratorijas ūdens vannas
10 mm (0,394 collas) 50 mm (2,0 collas) ķimikāliju tvertnes standarta izmērs
12 mm (0,472 collas) 60 mm (2,4 collas) Lielākas jaudas lietojumi 16 mm (5/8 collas) 80 mm (3,1 collas) Lieli iegremdējamie sildītāji
Piezīme. Vienmēr pārbaudiet ražotāja datus katrā atsevišķā gadījumā. Dažiem dizainparaugiem (piemēram, diviem paralēliem serdeņiem vai biezām PTFE sienām) var būt nepieciešams lielāks rādiuss (6 vai 7X OD)

Sildītāja formas: forma un funkcija
L-formas, J-formas vai spirālveida spoles Formas PTFE sildītāji parasti ir nepieciešami, lai pielāgotu esošās tvertnes ģeometriju vai izvairītos no iekšējiem šķēršļiem. Inženiertehniskā problēma ir izveidot vajadzīgo formu, vienlaikus saglabājot minimālo lieces rādiusu. Ja vajadzīgajai formai ir nepieciešams šaurāks rādiuss, nekā ieteikts, alternatīvas metodes ir šādas:

Lielāks sildītāja diametrs: lielāks OD nodrošina lielāku absolūto lieces rādiusu (piemēram, 60 mm rādiuss 12 mm OD pret 50 mm 10 mm OD)

Vairāki mazi taisni sildītāji, nevis viens saliekts sildītājs.

Paša sildītāja saliekšanas vietā izmantojiet iepriekš-sagatavotu elkoņa savienojumu.

Izvēloties alternatīvu sildītāja tehnoloģiju, piemēram, elastīgu silikona gumijas sildītāju (ja to pieļauj ķīmiskā saderība) vai metāla sildītāju ar PTFE pārklājumu.

Minimālais lieces rādiuss nav ieteikums, bet gan obligāti{0}}parametrs pilnībā konstruētas konstrukcijas projektēšanā.

Secinājums:
Viens no vienkāršākajiem un efektīvākajiem veidiem, kā garantēt formas sildītāju kalpošanas laiku korozīvā vidē, ir ievērot PTFE sildītāja minimālo lieces rādiusu. PTFE sildītāja lieces rādiusa kalpošanas laika saite ir tieša. Pārmērīga stingra liece izraisa iekšējās metāla serdes lūzumu, PTFE apvalka spriedzi un priekšlaicīgu atteici pēc termiskās cikla. Izvēlieties sildītāju ar ieteikto rādiusu (parasti 5 līdz 6 reizes par ārējo diametru), un jums būs daudzu gadu darbība bez problēmām. No otras puses, sildītājs, kas saliekts stingrāk, sākumā var izturēt pārbaudi, bet dažu mēnešu laikā var neparedzami sabojāties. Plānojot pielāgotus sildītāju dizainus, vienmēr priekšroka jādod liekuma rādiusam virs kompaktuma, lai nodrošinātu ilgtermiņa uzticamību.