Hogyan válasszunk tömítéseket a PTFE hőcserélőhöz ciklikus vákuumban{0}}?

A hőcserélő tömítését egy olyan eljárás kínozza meg, amely felváltva erős vákuumot húz és több bar nyomást nyom. A tömítést folyamatosan behúzzák és kifújják. Úgy működik, mint egy membrán. Egy egyszerű puha elasztomer tömítés kinyomódik, vagy nem tér vissza rövid időn belül. A PTFE hőcserélő ellenséges vegyi anyagokkal foglalkozik ilyen ciklikus körülmények között. Ezért a PTFE hőcserélő ciklikus vákuumnyomás szolgáltatásának tömítés kiválasztása létfontosságú megbízhatósági döntés. A nem megfelelő tömítés szivárgást, a vákuum integritásának elvesztését és a nem tervezett leállási időt okozza.

Hibamechanizmusok ciklikus vákuum{0}}nyomás alatti terhelés alatt
A megoldás kiválasztása előtt tudnia kell, hogyan viselkednek a tömítések váltakozó nyomásviszonyok mellett.

vákuumban
Ha a folyamat oldalát kemény vákuumba ürítik (általában 10 mbar abszolút értéknél kisebb), akkor a perem külső oldalán lévő környezeti nyomás befelé hajtja a tömítést. A berendezés furatába vagy a karimák közötti térbe puha, össze nem nyomott tömítést lehet behúzni. Ez a befelé irányuló elmozdulás a következőkhöz vezethet:

Nyomófeszültség elvesztése a tömítőfelületeken

A tömítés anyagának maradandó deformációja vagy hidegáramlása.

Vákuum szivárgási útja a tömítésazonosító felett

A helyszínen
Nyomás alatti folyamat esetén (pl. . 3–6 bar nyomásmérő) a belső nyomás úgy működik, hogy a tömítést kifelé kényszeríti. Ahol a tömítés fizikailag nincs korlátozva, a tömítés benyúlhat a csavarlyukak közötti karimába. Az extrudálás a következőket adja:

A tömítés elvékonyodása az OD-nál.

A tömítés érintkezésének elvesztése.

Hirtelen kifújás vagy lassú szivárgás

Kombinált ciklikus hatás
A váltakozó vákuum és nyomás hatására a tömítés ide-oda csúszik minden ciklusban. Ez az ismételt hajlítás megdolgoztatja a tömítés anyagát, felgyorsítva a fáradtságot, a kúszást és az ellazulást. Az a tömítés, amely a puha anyag rugalmas visszanyerésétől függ, végül véglegesen megszilárdul, és elveszíti a tömíthetőségét.

PTFE hőcserélő Megfelelő tömítéstípusok
A PTFE hőcserélő esetében a technológiai folyadékkal való kémiai kompatibilitás kulcsfontosságú. A PTFE önmagában is a globális vegyszerállóság kritériuma. Így minden olyan tömítőanyagnak, amely érintkezik a folyamattal, PTFE-nek vagy más perfluorpolimernek kell lennie, vagy teljesen zártnak kell lennie.

PTFE töltőanyag spirális tekercstömítések
A spirális tekercses tömítések nagyon gyakori és robusztus alternatívák. V-alakú fémtekercsből (általában 316 literes rozsdamentes acélból) készülnek, közöttük lágyabb töltőanyaggal. A PTFE hőcserélő szervizeléséhez a töltőanyag rugalmas grafit vagy gyakrabban szűz PTFE szalag. A fémtekercselés visszarugóz- és szerkezeti szilárdságot, a PTFE töltőanyag pedig kémiai tehetetlenséget biztosít.

Előnyök:

Nagy ciklikus nyomásállóság

Megemelt homlok-, nyelv- és hornyos karimák általános méretekben kaphatók

Jó vákuumállóság (feltéve, hogy a tekercs eléggé össze van nyomva)

Hátrányok:

A külső és adott esetben a belső vezetőgyűrűk alávethetők az eljárásnak, és gondos anyagválasztást igényelnek

A PTFE töltőanyag puha, és túlzott nyomás esetén hidegen folyhat

Rozsdamentes acél hullámos teflon boríték tömítés
A PTFE hőcserélők legkeményebb ciklikus vákuum{0}}nyomási szolgáltatásához a jobb megoldás a PTFE borítású tömítés hullámos, rozsdamentes acél belső maggal. Ezt a tömítéstípust kifejezetten arra tervezték, hogy a PTFE kémiai tehetetlenségét a fém mechanikus rugós{2}}hátuljával kombinálja.

Felépítés: Egy vékony, hullámos (vagy perforált) rozsdamentes acél mag, általában 316L, teljesen be van zárva egy varrat nélküli vagy hegesztett PTFE burkolatba. A hullámok számos laprugót alkotnak, biztosítva az egyenletes rugalmas helyreállítást a tömítőfelület mentén. Az általában 0,3–0,5 mm vastag PTFE-burok érintkezik a karima felületeivel és a technológiai folyadékkal, így minimális korróziót vagy szennyeződést biztosít.

Miért működik ciklikus vákuum-nyomás alatt? Az acélmag biztosítja a mechanikai „rugóz-hátra” és szerkezeti szilárdságot, hogy ellenálljon mind a vákuumnak, mind a nyomásnak. Vákuumban a hullámos rugóerő kifelé húzza a PTFE-burkot, megőrzi az érintkezést a karima felületeivel, és megakadályozza a befelé szívást. A tömör acélmag ellenáll a nyomás alatti extrudálásnak, és egyenletesen osztja el a csavar terhelését. A tömítés olyan, mint egy fújtató, és minden nyomáskimozdulás után mindig visszanyeri eredeti vastagságát.

Beépítési követelmény Az ilyen típusú tömítést hornyos vagy bedugós karimára kell felszerelni [4]. Ezek a karimatípusok biztosítják a tömítés pozitív visszatartását azáltal, hogy korlátozzák azt a radiális hézagot, amelyben a tömítés extrudálható. A megemelt felületek nem elegendőek a lapos felületű karimákhoz, mivel a puha PTFE-burok továbbra is oldalra kényszeríthető jelentős ciklikus feszültség hatására. Egy jól-megtervezett nyelv-és-hornyos karima teljes egészében körülveszi a tömítést, ami szinte megnehezíti a kifújást.

A karima kialakításával és a felületkezeléssel kapcsolatos szempontok
Maga a karima elengedhetetlen a tömítés teljesítményéhez ciklikus vákuum{0}}nyomás alatt.

Karima típusa: Amint jeleztük, a hornyos-és-hornyos vagy a dugós-ablakos karimákat kifejezetten előnyben részesítjük. Ez a kialakítás fizikailag korlátozza a tömítést úgy, hogy a vákuum befelé húzása és az extrudálás kifelé lehetetlen. Ha az aktuális karimák emelt homlokzatúak, az újraszerelés megvalósítható egy beépített belső és külső fémgyűrűvel ellátott tömítéssel (pl. spirális tekercs belső és külső gyűrűkkel), amely némi tartást biztosít, bár a teljes nyelv-és-horony jobb.

A karima felületének kidolgozása A PTFE borítéknak sima felületre van szüksége a megfelelő tömítéshez, jellemzően 32–64 µin Ra (0,8–1,6 µm Ra). De a bevonatnak megfelelő "fogással" is kell rendelkeznie, hogy a PTFE-burok ne csússzon ki nyomás alatt. Gyakran egy fogazott felületet (koncentrikus, spirális stb.) adnak meg szabályozott érdességgel (például 125–250 µin Ra a fogazott mintához). A PTFE belefolyik a fogakba, hogy mechanikus reteszelést biztosítson, amely gátolja az oldalirányú mozgást.

Telepítés és nyomatékszabályozás
A megfelelő beszerelés ugyanolyan fontos, mint a tömítés kiválasztása. PTFE borítéktömítések:

A csavar nyomatékát csillagmintában kell szabályozni és alkalmazni.

A túlfeszítés-összenyomja a PTFE-burkot, hideg áramlást hoz létre, és csökkenti a mag rugóerejét

Ha nem forgatja meg eléggé, a nyomófeszültség túl kicsi lesz ahhoz, hogy a tömítést a helyén tartsa vákuum alatt.

Javasoljuk, hogy az első hőciklus után újra{0}}nyomja meg, mivel a PTFE ellazul a kezdeti terhelés alatt.

Ciklikus vákuum{0}}Nyomásszerviz tömítés opciók összehasonlítása
Tömítés típusa Kerékpározási Rugalmasság Vegyi ellenállás Vákuum Alkalmasság Ajánlott karima
Lágy elasztomer Rossz Korlátozott Rossz Bármilyen PTFE boríték (nincs mag) Gyenge (hideg áramlás) Jó Rossz Bármilyen Spirális tekercs (PTFE töltőanyag) Jó Jó Jó Karimás felület vagy T&G PTFE boríték + hullámos 316 literes mag Kiváló Kiváló Kiváló Nyelv és horony
Következtetés: A pecsét, a legdinamikusabb elem
A szivárgásmentes élettartam kulcsa egy strapabíró, mechanikailag robusztus tömítés, amelyet az adott ciklikus igénybevételre építettek. A PTFE-bevonatú, fém-magos tömítés szorított nyelvben-és-hornyos karimában a legjobb szabvány az erős vegyszerek PTFE hőcserélőjéhez váltakozó vákuum és nyomás mellett. A statikus összeállításban a legdinamikusabb rész a tömítés, amelyet ugyanolyan gondossággal kell kiválasztani, mint a csöveket. Ha a karima kialakítását, a felületkezelést és a beépítési nyomatékot helyesen végzik el, akkor egy tömítés, amely az első száz ciklust meghibásodás nélkül túléli, valószínűleg több ezerig fog tartani. Ha kétségei vannak, a PTFE burkolatban lévő hullámos rozsdamentes acél mag biztosítja a vákuum-nyomásciklushoz szükséges visszarugózást.