Команда технічного обслуговування замінила несправний занурювальний нагрівач з нержавіючої сталі на PTFE блок у резервуарі для нанесення сірчаної кислоти. Нагрівач з нержавіючої сталі використовував стандартний 100-мм сталевий фланець, прикручений до стінки бака. Тефлоновий нагрівач надійшов із відповідним малюнком фланця, і команда закріпила його на місці, використовуючи наявний фланець і прокладку. Він просочив протягом двох тижнів. Витік стався не в прокладці-а в місці переходу з PTFE-до-фланця, де полімер холодно-витікав зі сталі під навантаженням болта.
Сумісність фланців є однією з найбільш забутих проблем при заміні нагрівача. Тефлоновий нагрівач може мати такий самий малюнок болтів і розміри фланців, що й блок з нержавіючої сталі, який він замінює, але поведінка матеріалу принципово відрізняється. Холодний PTFE-тече під тривалим стискаючим навантаженням. З нержавіючої сталі немає. Конструкція фланця, яка підходить для нержавіючої сталі, може вийти з ладу з PTFE.
Чому PTFE не може використовувати ту саму конструкцію фланців
Занурювальні нагрівачі з нержавіючої сталі зазвичай приварюють або припаюють до сталевого фланця. З'єднання є жорстким і постійним. Фланцеві болти притискають прокладку до стінки резервуара, а контакт --метал зберігає ущільнення протягом невизначеного часу.
PTFE нагрівачі не можна приварити до сталевого фланця таким же чином. Полімер або механічно захоплюється в канавку, хімічно зв’язується з фланцем, або стискається-формується навколо металевої вставки. Кожен із цих методів поводиться по-різному під час навантаження на болт і термічного циклу.
Критичною відмінністю є холодний потік. ПТФЕ повільно деформується під дією тривалої стискаючої напруги. Коли болти фланців затягуються, PTFE стискається. Протягом тижнів або місяців він продовжує деформуватися, зменшуючи контактний тиск на ущільнення. Болти залишаються затягнутими, але PTFE розслабився від ущільнювальної поверхні. Розвивається витік.
| Тип фланцевого з'єднання | Нагрівач з нержавіючої сталі | PTFE нагрівач | Сумісність |
|---|---|---|---|
| Приварний фланець | Стандартний | Не застосовується | немає |
| Компресійна прокладка | Працює | Холод тече, тече | немає |
| Хімічний зв'язок | Не застосовується | Клей деградує | Обмежений |
| Механічно зблоковані | Не застосовується | Найкраще для PTFE | Потрібен новий фланець |
| Сталевий фланець з тефлоновим покриттям- | Не застосовується | Добре підходить для PTFE | Потрібен новий фланець |
Сумісність фланцевих з’єднань із занурювальними нагрівачами з нержавіючої сталі та PTFE
Проблема моменту затягування болта
Фланці з нержавіючої сталі розроблені для затягування до заданого значення, яке стискає прокладку та підтримує ущільнення. Крутний момент достатньо високий, щоб створити міцне ущільнення, але не настільки високий, щоб пошкодити фланець або прокладку.
Фланці з PTFE вимагають меншого крутного моменту. Над-крутний момент стискає PTFE за межі його еластичності, прискорюючи холодний потік і фактично знижуючи цілісність ущільнення. При-затягуванні не створюється початкове ущільнення. Вікно крутного моменту є вузьким і змінюється, коли PTFE розслаблюється з часом.
Фланець з нержавіючої сталі, прикріплений болтами до нагрівача PTFE з тим самим моментом затягування, який використовується для нагрівача з нержавіючої сталі, роздавить PTFE і спричинить передчасний вихід з ладу. Специфікація крутного моменту має відповідати конструкції фланця з PTFE, а не оригінальній установці з нержавіючої сталі.
| Розмір фланця | Крутний момент з нержавіючої сталі | Крутний момент PTFE | Примітки |
|---|---|---|---|
| 50 мм | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE вимагає меншого крутного моменту |
| 80 мм | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Повторно закрутіть через 24 години |
| 100 мм | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Повторно закрутіть через 24 години |
| 150 мм | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Повторно закрутіть через 24 години |
Характеристики моменту затягування болтів для фланців із нержавіючої сталі та PTFE
Коли існуючий фланець можна використовувати повторно
У деяких випадках наявний фланець можна повторно використовувати з нагрівачем з PTFE, але тільки якщо фланець призначений для PTFE і з’єднання зроблено правильно. Сталевий фланець із покриттям із PTFE- із механічно з’єднаним переходом із PTFE може з’єднуватися з наявним соплом бака, якщо малюнок болта та поверхня прокладки збігаються.
Основна вимога полягає в тому, що фланець нагрівача PTFE повинен бути розроблений для сопла бака. Фланець має забезпечувати плоску, гладку поверхню ущільнення, а PTFE має бути захоплений таким чином, щоб він не міг-відтікати від ущільнення. Простої компресійної прокладки між фланцем з PTFE та патрубком резервуара недостатньо.
Коли потрібен новий фланець
Новий фланець потрібен, якщо наявний фланець призначений для зварного або паяного металевого нагрівача і не може вмістити перехід PTFE. Це найпоширеніша ситуація при заміні обігрівача.
Новий фланець слід уточнити разом із нагрівачем PTFE. Він повинен включати механічно з’єднаний PTFE перехід, ущільнювальну поверхню, призначену для матеріалу прокладки, і отвори для болтів, які відповідають соплу бака. Матеріал фланця має бути сумісним зі сталлю з -хімічним покриттям процесу, нержавіючої сталі або твердого PTFE залежно від застосування.
Практичні кроки для заміни фланця
Виміряйте наявне сопло бака: діаметр кола болта, розмір і кількість отворів під болт, а також розміри ущільнювальної поверхні. Вони визначають фланець, який підійде.
Вкажіть фланець з нагрівачем PTFE. Виробник нагрівача повинен надати фланець, який відповідає насадці та призначений для переходу з PTFE.
Використовуйте правильний матеріал прокладки. Звичайними є прокладки оболонки з PTFE, Viton або EPDM. Прокладка має бути сумісною з хімічним складом процесу та робочою температурою.
Затягніть болти відповідно до специфікації PTFE, а не до специфікації нержавіючої сталі. Повторно затягніть через 24 години та знову через тиждень, щоб компенсувати початковий холодний потік.
Коли сумісність фланців виявляє серйознішу проблему
Фланець, який неодноразово протікає, навіть після повторного затягування, свідчить про те, що конструкція з’єднання не підходить для застосування. Фланець з ПТФЕ з механічним блокуванням із прокладкою відповідного розміру та правильним моментом затягування болтів вирішує більшість проблем із витоками. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE з фланцем, розробленим спеціально для полімерного переходу, забезпечує з’єднання без витоків. Процес специфікації вимагає розмірів сопла бака, хімічного складу процесу, робочої температури та конструкції фланця оригінального нагрівача.
