Kā laika gaitā mainās spiediena kritums PTFE apmainītājā šļūdes dēļ?

Siltummainis, kas daudzus gadus ir droši nodrošinājis tādu pašu spiediena kritumu, galu galā var sākt uzrādīt nedaudz augstākus diferenciālos rādījumus. Caurules bieži nav aizsērējušas ar netīrumiem vai ķīmiski piesārņotas. Tā vietā pašu PTFE cauruļu forma laika gaitā ir maigi mainījusies. Caurules urbums pie caurules loksnes savienojuma pakāpeniski sašaurinās kā lēni-noslēdzošs vārsts, jo PTFE ir viskoelastīgs materiāls un ilgstoši mehāniski iedarbojoties, ložņā.

Šīs nelielās izmēru izmaiņas reti ir iespaidīgas, taču tās var izraisīt nosakāmas hidrauliskas sekas ilgos apkopes intervālos. PTFE cauruļu siltummaiņos, ko izmanto korozīvos ķīmiskos procesos, šī parādība ir paredzama ilgstošas ​​mehāniskās novecošanas daļa, nevis neparedzēta atteice.

Uzticama siltummaiņa un sūkņa konstrukcija prasa izpratni par saistību starp hidrauliskās sistēmas veiktspēju un PTFE siltummaiņa spiediena krituma izmaiņām laika gaitā.

PTFE šļūdes izpratne
Pie ilgstošas ​​slodzes PTFE reaģē atšķirīgi no metāliem. Materiāls laika gaitā pakāpeniski deformējas, tā vietā, lai saglabātu izmēru stabilitāti nepārtrauktas spriedzes apstākļos.

Šis ieradums ir pazīstams kā rāpošana.

Kas izraisa šļūkšanu?
Šļūde rodas, kad polimēru ķēdes pakāpeniski reorganizējas ilgstošas ​​mehāniskās slodzes vai spriedzes ietekmē. Atšķirībā no elastīgās deformācijas, kas izzūd uzreiz, kad tiek noņemts spēks, šļūde attīstās vienmērīgi tūkstošiem darbības stundu.

PTFE siltummaiņos lielākie ilgstošie spiedes spriegumi bieži tiek konstatēti tur, kur caurules iet cauri cauruļu lokšņu komplektam.

Caurules tiek saspiestas lēni{0}}.

Uzgaļi, kompresijas gredzeni vai blīvju sistēmas šajos punktos rada pastāvīgu spiedienu, veidojot necaurlaidīgu blīvējumu starp cauruli un caurules loksni. Laika gaitā PTFE sienas materiāls lēnām plūst zem šīs slodzes.

Kā attīstās caurules urbuma ierobežojums
Lokalizēta deformācija caurules loksnē
Teritorija ap saspiesto savienojumu ir vieta, kur šļūdes process ir visvairāk koncentrēts.

Neliela caurules sienas daļa pakāpeniski izspiežas uz iekšu plūsmas plūsmā, kad PTFE deformējas. Tas samazina caurules iekšējo diametru savienojuma vietā.

Pat neliels urbuma samazinājums palielina plūsmas pretestību, lai gan izmēru izmaiņas bieži ir minimālas.

Ierobežojums darbojas līdzīgi kā pastāvīgi uzstādīts droseles punkts katrā caurulē.

Ilgtermiņa-hidrauliskās sekas
Spiediena kritums caurules -pusē pakāpeniski palielinās, samazinoties iekšējam diametram.

Šis pieaugums parasti ir:

Lēni

Pastāvīgs

Paredzams

Neatgūstams

Atšķirībā no piesārņojuma, ko izraisa nogulsnes vai zvīņošanās, ierobežojumu nevar noņemt mehāniski vai ķīmiski, jo tas rodas materiāla fiziskas deformācijas rezultātā.

Parādība ir neatgriezeniska.

Kāpēc ietekme parasti ir minimāla
Lielākajā daļā labi{0}}konstruētu PTFE siltummaiņu spiediena krituma pieaugums saglabājas salīdzinoši minimāls.

Tipisks ilgtermiņa pieaugums{0}}var būt tikai daži procenti vairāku darbības gadu laikā. Tomēr dažos gadījumos efekts ir acīmredzamāks:

Gari cauruļu garumi

Lieli plūsmas ātrumi

Cauruļu diametrs ir mazs

Augsta darba temperatūra

Augstspiediena{0}}sistēmas

Saspiešanas spriegumi uz blīvām cauruļu loksnēm

Pat neliels urbuma samazinājums šajās sistēmās var izraisīt kvantitatīvu hidraulisko sodu.

Šī iemesla dēļ PTFE siltummaiņa spiediena krituma izmaiņas ar laika šļūdei bieži tiek ņemtas vērā jau no sākotnējās hidrauliskās projektēšanas stadijas, nevis tiek uzskatītas par neparedzētu ekspluatācijas problēmu.

Temperatūras ietekme uz šļūdes ātrumu
Augstāka temperatūra paātrina deformāciju
PTFE šļūdes uzvedību lielā mērā ietekmē:

stresa pakāpe

Temperatūra

Laiks zem slodzes

Šļūdes procesu paātrina ievērojams molekulu mobilitātes pieaugums augstās temperatūrās.

Pie 100 grādiem šļūde progresē ievērojami ātrāk nekā apkārtējā temperatūrā.

Šī temperatūras atkarība ir īpaši svarīga ķīmiskās apstrādes apmainītājos, kas apstrādā karsētas skābes, sārmus vai šķīdinātāju plūsmas.

Sistēma, kas nepārtraukti strādā paaugstinātā temperatūrā, pirmajos ekspluatācijas gados var redzēt lielāko daļu savu ilgtermiņa{0}}dimensiju izmaiņu.

Piesātinājuma un stresa samazināšana
Šļūdes efekts neturpina izplesties mūžīgi tādā pašā ātrumā.

PTFE deformējoties, iekšējie spriegumi pakāpeniski atslābina. Izmēru izmaiņas laika gaitā pakāpeniski palēninās samazināta stresa rezultātā, kas samazina šļūdes ātrumu.

Galu galā sistēma tuvojas gandrīz{0}}stabilai situācijai, kad turpmāka deformācija kļūst nenozīmīga.

Šo parādību parasti definē kā šļūdes piesātinājumu.

Hidrauliskās konstrukcijas apsvērumi
Pieļaujot sūkņa izmēru rezervi
Ar slīdēšanu{0}}saistīto spiediena pieaugumu parasti var novērst sākotnējās sistēmas projektēšanas laikā, jo tie ir paredzami.

Izvēloties cirkulācijas sūkņus PTFE siltummaiņu sistēmām, bieži tiek ņemts vērā neliels papildu spiediena buferis.

Šī konstrukcijas pielaide palīdz garantēt, ka noteiktie plūsmas ātrumi saglabājas iespējami pat pēc gadiem ilgas darbības.

Bez šīs spraugas hidrauliskā pretestība var pakāpeniski palielināties un izraisīt ilgstošu -plūsmas samazināšanos.

Spiediena tendenču uzraudzība
Diferenciālā spiediena uzraudzība siltummainī sniedz būtisku ieskatu par sistēmas veiktspēju ilgtermiņā.

Vienmērīgs, stabils pieaugums vairāku gadu garumā var liecināt par dabisku šļūdei{0}}saistītu ierobežojumu, nevis piesārņojumu vai piesārņojumu.

Tendenču analīze palīdz atšķirt:

Pakāpeniska mehāniska novecošana

Pēkšņi piesārņojuma notikumi

Sūkņa bojājums

Daļējas obstrukcijas apstākļi

Izprotot šo atšķirību, tiek novērstas nevajadzīgas tīrīšanas vai demontāžas darbības.

Šļūdes samazināšana cauruļu loksnes savienojumā
Palielinās gultņa laukums
PTFE radīto spriegumu var samazināt, sadalot saspiešanas spēku pa lielāku saskares virsmu.

Uzmavas ar lielākiem gultņu apgabaliem samazina lokālo spiedes spriegumu un samazina materiāla plūsmas tendenci.

Šļūdes ātrumu tieši samazina mazāks stress.

Izmantojot atsperes{0}}blīvēšanas sistēmas
Atsperu-noslodzes vai saderīgi blīvēšanas risinājumi palīdz uzturēt blīvēšanas spēku, vienlaikus ierobežojot pārmērīgu stingru saspiešanu.

Salīdzinot ar pilnīgi stingriem iespīlēšanas risinājumiem, šīs sistēmas spēj labāk apstrādāt progresīvas izmēru izmaiņas.

Priekšrocības sastāv no:

Samazināta lokalizētā stresa koncentrācija

Uzlabota blīvējuma stabilitāte

Apakšējā{0}}ilgtermiņa urbuma deformācija

Labāka termiskā cikla pielāgošana

Ilgtermiņa-caurules sašaurināšanās parasti ir mazāk spēcīga, izmantojot mīkstākas blīvēšanas metodes.

PTFE salīdzināšana ar metāla apmaiņas caurulēm
Metāla apmaiņas caurulēm parasti ir zema šļūde parastās ķīmiskā procesa temperatūrās. PTFE uzvedas atšķirīgi tā polimēru struktūras dēļ.

Tomēr PTFE piedāvā priekšrocības, ko metāli nevar viegli saskaņot:

Izcila ķīmiskā inerce

Izturība pret agresīvām skābēm

Ne{0}}piesārņojošas virsmas

Izcila izturība pret koroziju

Kompromiss-ir tāds, ka PTFE satur sarežģītāku mehāniskās novecošanas profilu.

Dizaineriem vienlaikus ir jāņem vērā gan ķīmiskā saderība, gan ilgtermiņa mehāniskā darbība{0}}.

Darbības sekas vairāku gadu desmitu laikā
Labi-konstruēti PTFE apmainītāji bieži darbojas gadu desmitiem smagas korozijas situācijās, kad metāla sistēmas drīz salūzt.

Reti kad lēnais spiediena pieaugums, ko izraisa šļūde, ir postošs ierobežojums. Drīzāk tas darbojas kā pakāpeniskas, kontrolējamas hidrauliskās veiktspējas izmaiņas laika gaitā.

Ilgi pēc šļūdes stabilizācijas, siltummainis daudzās sistēmās joprojām atbilst procesa prasībām.

Galvenais nosacījums ir tāds, ka sākotnējā sistēmas konstrukcija paredz sekas.

Nobeigumā
Pagarinot darba laiku, PTFE šļūde, atzīts un kontrolējams mehānisks novecošanas process, var pakāpeniski palielināt siltummaiņa spiediena zudumus. Ilgstoša saspiešana cauruļu loksnes savienojumā lēnām deformē PTFE caurules sienu uz iekšu, nedaudz samazinot caurules urbuma diametru un radot pastāvīgu hidrauliskās pretestības pieaugumu.

Lai gan efekts bieži ir minimāls, sākotnējās hidrauliskās projektēšanas laikā ir jāņem vērā saistība starp PTFE apmaiņas spiediena krituma izmaiņām un laika šļūdei, jo īpaši augstas{0}}temperatūras vai garu{1}}cauruļu lietojumos. Pareizs sūkņa izmērs, palielināti gultņu -apgabala uzgaļi un atsperi-noslogotas blīvēšanas sistēmas palīdz samazināt ilglaicīgās veiktspējas izmaiņas un saglabāt paredzēto plūsmas ātrumu gadu desmitiem ilgu kalpošanas laiku.

Pat ķīmiski visinertākajam materiālam galu galā ir mehāniskās dzīves stāsts, ko ietekmē stress, temperatūra un laiks.