Miért kerülje el a drótkötélhevederek közvetlen használatát a PFA fűtőberendezésen a telepítés során, hogy megelőzze a bemélyedéseket?

A nagyméretű PFA fűtőtesteket, különösen a hosszú és nehéz fűtőtesteket (2-3 m hosszú, 10-20 kg súlyú) a szerelők általában drótkötélhevederekkel vagy láncos emelőkkel emelik és helyezik a tartályba. Az acél drótkötél és a PFA köpeny közötti közvetlen érintkezés helyi nagy nyomófeszültséget okoz. A drótkötél érintkezési felülete (egy szál 1-2 mm átmérőjű) minimális és 10-50 MPa nyomást hoz létre a fűtőberendezés súlya alatt. A PFA nyomószilárdsága szobahőmérsékleten 12-15 MPa körül van. A drótkötél bemélyedéseket hoz létre a PFA felületén, ami maradandó alakváltozást hornyok vagy jelölések formájában nyilvánít meg. Ezek a bemélyedések olyan feszültségkoncentrációkat biztosítanak, amelyek a repedések kiindulási helyeiként szolgálnak a későbbi hőmérsékleti ciklusok vagy kémiai expozíció során. A repedések a mélyedési ponttól a PFA falon keresztül nőnek, ami idő előtti összeomlást okoz. A biztonságos módszer a szövet hevederek (nylon vagy poliészter heveder, legalább 50 mm széles) vagy párnázott emelőgerendák alkalmazása. Soha ne engedje, hogy a drótkötél hevederei érintkezzenek a PFA-val. A helyszíni leletek azt mutatják, hogy a drótkötéllel emelt fűtőberendezések 3-5-ször nagyobb repedések keletkezési aránya volt a bemélyedés helyén, mint a szövethevederes emelésű fűtőberendezéseknél.

A benyomódási viselkedés és a repedések kialakulása
Amikor egy drótkötél (6 mm átmérőjű, 6×19 szerkezetű) egy 15 kg-os fűtőtest súlyát hordozza, az erő eloszlik az érintkezési pontokon. Egy burkolat érintkezési felülete általában 50-200 mm2. A nyomófeszültség 0,5-3,0 MPa-val a folyáshatár alatt van. De a fűtés nem marad statikus az emelés során. A kilengések, az ütődések és az egyenetlen terheléseloszlás az átlagos 3-10-szeres helyi feszültségcsúcsot hoz létre. Egy 50 kg-os átmeneti ütközés (emelő lökés) egy 1 mm 2-es szál érintkezési ponton 500 MPa-val nagyobb, mint a PFA nyomószilárdsága. A PFA plasztikusan deformálódik, és 0,1-0,5 mm mélységű tartós bemélyedést hagy maga után. A gyors deformáció a bemélyedés alján lévő polimer munkakeményedését és mikrorepedéseket okozta. A falat lokálisan elvékonyítja a mélyedés. A 0,3 mm-es horpadás a 2,0 mm-es falban 1,7 mm-re csökkenti a fennmaradó vastagságot.

A PFA megduzzad és összenyomódik az egymást követő hőciklusokra (fűtő ki/be). A bemélyedés egy feszültségkoncentrátor, amelynek elméleti feszültségkoncentrációs tényezője (Kt) a horpadás élességétől függően 3-10. Egy sima horpadás (Kt ≈ 3) a névleges hőfeszültséget (2-4 MPa) 6-12 MPa-ra növeli, közel a folyáshatárhoz. Az éles bemélyedés (Kt≈8) a feszültséget 16-32 MPa-ra növeli, ami nagyobb, mint a folyáshatár, és repedések kialakulásához vezet. A repedés általában 100-1000 hőciklus alatt terjed a falvastagságon a horpadás aljától. Kémiai környezetben a repedést környezeti feszültségrepedés (ESC) segíti elő. Egy fűtőberendezés, amely akár 10 000 ciklust is kibír bemélyedés nélkül, 500 ciklus alatt meghibásodhat, ha horpadt a drótkötélen.

Az emelés helyes módjai
Emelési mód Érintkezési nyomás (tipikus, MPa) Benyomódás veszélye Repedés keletkezési sebessége (a szövethevederhez képest) Önnek ajánlott
Wire rope sling (6 mm) straight 10-50 (immediate), >100 érintkezéskorNagyon magas 3-5× magasabb Soha
Drótkötél heveder gumitömlővel (10 mm-es fal) 2–5 Közepes (a tömlő összenyomódik, de a vezeték átvágható) 2–3× magasabb Csak ideiglenesen
Közvetlen láncos heveder 20–100Nagyon magas 5–8-szor magasabb Soha Nylon heveder (25 mm széles) 0,5–1,0 Alacsony 1,0× (alapvonal) kis enyhe fűtés
Nylon heveder (50 mm széles) 0,2–0,5 Nagyon alacsony 0,8–1,0 × Normál a legtöbb fűtőberendezéshez
Speciális párnázott emelőgerenda<0.1 Negligible <0.5×Heavy, long, or crucial heaters
Vákuumos emelőpárna sz. (nem érintkezik) Nincs 0× Csak egyenes sima szakaszok
Szövet heveder, PTFE vagy PFA bevonattal 0,2–0,5 Nagyon alacsony 0,8–1,0 × Vegyi üzemek (kerülje a szennyeződést)
Ellenőrzés és kárelhárítás
A beszerelés előtt alaposan ellenőrizze a burkolatot, ha a PFA fűtőtestet drótkötélhevederekkel emelték fel. Használjon 5-10-szeres nagyítást és erős fényt. Keresés:

Bemélyedések vagy barázdák láthatók (ujjbegyekkel mozgassa a felületet, a horpadások kézzelfoghatóak)

Stresszfehérítés (fehér vagy homályos foltok a bemélyedés körül, amit mikrorepedés okoz)

Megemelkedett sorja vagy elmozdult anyag a horpadás szélén

Bármilyen 0,2 mm-nél nagyobb sérülés vagy feszültségfehérítés indokolja a fűtőelem elutasítását. A minimális felületi jelekkel rendelkező fűtőtest (0,1 mm mély, fehéredés nélkül) megfelelő lehet az alacsony igénybevételű szolgáltatáshoz (<80°C, no thermal cycling), but should be monitored. Any heater showing any visible indentation should be rejected for critical service. The cost of a replacement heater (500-2,000) is far less than the cost of a failure due to a wire rope dent (5,000-50,000 in downtime and product loss).

Két kármentesítési módszer csökkenti a kockázatot a visszautasítás hiányában: (1) Polírozza le a bemélyedést finom csiszolópapírral (400-600 szemcseméretű), hogy eltávolítsa a stresszes fehéredést és simítsa a durva éleket. Sekély polírozás (vágásmélység < 0,1 mm). (2) Helyezzen egy darab PFA- vagy PTFE-szalagot a horpadásra, hogy másodlagos akadályként szolgáljon. Egyik orvoslás sem adja vissza teljes erejét. A fűtés fokozott veszélynek van kitéve.

Terepkutatás
Hat egyforma PFA fűtőtestet (2,5 m hosszú, 12 kg, 2,0 mm fal) helyeztek el egy vegyipari cég hat lemezelő tartályába. Három fűtőtestet emeltünk fel nylon hevederekkel (50 mm széles). A beépítés kérésére három fűtőtest került felemelésre drótkötél hevederekkel (10 mm átmérőjű). Minden fűtőtest 85 fokon 15%-os H2SO4-ben működött, napi hőciklussal (25-85 fok). 18 hónap elteltével mindhárom drótkötéllel megemelt fűtőelemen repedések mutatkoztak a bemélyedéseknél, amit a szigetelési ellenállás csökkenése is megerősít (<10 MΩ) and ocular inspection. Two failed in a big way (ground fault). The three heaters, raised using nylon slings, were free of fractures and had an insulation resistance >200 MΩ. A létesítmény megváltoztatta beépítési módját, hogy megakadályozza a drótkötél-hevederek használatát, és minden PFA-fűtőberendezésnél kötelezővé tette a szövethevederek használatát. A meghibásodások aránya majdnem nullára csökkent.

Következtetés: PFA drótkötélhevederek nem megengedettek
A drótkötélhevederek nem érintkezhetnek közvetlenül a PFA fűtőberendezéssel a telepítés során. A nagy lokális nyomófeszültség (10-100+ MPa) tartós bemélyedéseket okoz, amelyek feszültségkoncentrátorként működnek, amelyek 70-90%-kal csökkentik a hőciklus élettartamát, és repedéseket okoznak, amelyek a falon keresztül terjednek. Soha ne használjon szövethevedereket (nylon vagy poliészter heveder, legalább 50 mm széles) vagy párnázott emelőgerendákat. Ahol a helyszűke szükségessé teszi drótkötél- vagy láncheveder használatát, a hevedert gumi- vagy szilikon párnával kell párnázni, legalább 10 mm vastagságú, és a feszültséget minimálisra kell csökkenteni. Még párnázás esetén is ellenőrizze a bemélyedéseket a beszerelés előtt. Egy 20-as drótkötélhevederért nem érdemes 1000-es melegítőt kockáztatni. A beszerelés módja éppolyan fontos a fűtőberendezés élettartama szempontjából, mint az anyagspecifikáció. Az emelési módszerek szerepeltetése a beszerzési papírokban és a vonatszerelőkben. Néhány percnyi gondozás a telepítéskor több hónapos szükségtelen állásidőt takarít meg. Drótkötél és PFA nem megy együtt. Ha nyomot hagy, az azt jelenti, hogy a fűtőberendezés korai meghibásodásra van ítélve.