Η σύνδεση ανόμοιου υλικού
Μια εγκατάσταση επιμετάλλωσης τοποθετεί εκ των υστέρων έναν εναλλάκτη θερμότητας PTFE σε μια δεξαμενή που εξυπηρετείται από μια υπάρχουσα πολλαπλή ατμού τιτανίου. Η πολλαπλή τιτανίου είναι σε καλή κατάσταση. Η αντικατάστασή του θα πρόσθετο περιττό κόστος και χρόνο διακοπής λειτουργίας. Οι σωλήνες PTFE πρέπει να συνδέονται αξιόπιστα στις κεφαλές τιτανίου.
Αυτή δεν είναι μια τυπική σύνδεση σωληνώσεων. Το PTFE και το τιτάνιο έχουν θεμελιωδώς διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες. Το ψυχρό PTFE-ρέει υπό συμπίεση. Το τιτάνιο είναι άκαμπτο και ελαστικό. Ένα εξάρτημα που έχει σχεδιαστεί για συνδέσεις από μέταλλο-σε-μετάλλο μπορεί να διαρρεύσει όταν εφαρμοστεί σε έναν σύνδεσμο PTFE-σε-μέταλλο. Ένα εξάρτημα σχεδιασμένο για PTFE ενδέχεται να μην επιτύχει το σωστό δάγκωμα στην πλευρά τιτανίου.
Η σύνδεση πρέπει να σφραγίζεται έναντι της πίεσης ατμού στα 3-6 barg, να αντέχει στη θερμική ανακύκλωση από 25 μοίρες έως 150 μοίρες και να αντιστέκεται στη διαβρωτική ατμόσφαιρα του εργαστηρίου επιμετάλλωσης. Τα τυπικά εξαρτήματα εκτός ραφιού ενδέχεται να μην πληρούν και τις τρεις απαιτήσεις ταυτόχρονα.
Οι επιλογές προσαρμογής
Τέσσερις προσεγγίσεις σύνδεσης επιλύουν τη διεπαφή PTFE-σε-τιτανίου, καθεμία με συγκεκριμένα πλεονεκτήματα και περιορισμούς.
Οι συνδέσεις PTFE με φουσκώματα χρησιμοποιούν μια θερμαινόμενη διαδικασία διαμόρφωσης για να δημιουργήσουν ένα φουσκωμένο άκρο στο σωλήνα PTFE. Το φωτοβολίδα προσαρμόζεται σε ταιριαστό κώνο τιτανίου ή επίπεδη όψη. Ένα παξιμάδι συμπιέζει τη λάμψη στο κάθισμα, δημιουργώντας μια σφράγιση. Το πλεονέκτημα είναι ότι το φλόγιστρο PTFE παρέχει μια συμβατή επιφάνεια στεγανοποίησης που δέχεται μικρές εσφαλμένες ευθυγραμμίσεις. Ο περιορισμός είναι ότι οι εκλάμψεις PTFE χαλαρώνουν με την πάροδο του χρόνου σε υψηλή θερμοκρασία, απαιτώντας περιοδική επανα{4}}ροπή.
Τα εξαρτήματα συμπίεσης με ειδικούς δακτύλιους PTFE- χρησιμοποιούν σχεδιασμό δύο-τεμαχίων: ένα φερμουάρ PTFE που πιάνει τον σωλήνα PTFE χωρίς κοπή και έναν μεταλλικό δακτύλιο ασφαλείας που παρέχει δομική στήριξη. Το σώμα προσαρμογής περνάει μέσα στην πολλαπλή τιτανίου. Αυτή η προσέγγιση είναι ευρέως διαθέσιμη σε τυπικά μεγέθη, αλλά απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στον προσανατολισμό και τη ροπή του δακτυλίου.
Οι συνδέσεις με φλάντζα με παρεμβύσματα PTFE προσαρμόζουν τον σωλήνα PTFE σε ένα στέλεχος με φλάντζα και, στη συνέχεια, βιδώστε το στέλεχος σε μια ταιριαστή φλάντζα τιτανίου. Το υλικό της φλάντζας πρέπει να επιλέγεται για τη θερμοκρασία και την χημική έκθεση. Τα παρεμβύσματα περιβλήματος PTFE με συμπιέσιμο πυρήνα παρέχουν αξιόπιστη στεγανοποίηση στις ανόμοιες επιφάνειες της φλάντζας.
Τα εξαρτήματα μετάβασης χρησιμοποιούν ένα μικρό τμήμα σωλήνα PFA συγκολλημένου στον σωλήνα PTFE, με το άκρο PFA συνδεδεμένο με το τιτάνιο μέσω ενός εξαρτήματος συμπίεσης σχεδιασμένο για τήγμα-φθοροπολυμερή που μπορούν να επεξεργάζονται. Η καλύτερη αντίσταση ερπυσμού του PFA σε θερμοκρασία βελτιώνει την αξιοπιστία της στεγανοποίησης στη διεπαφή τιτανίου.
Πίνακας 1: Επιλογές προσαρμογής για συνδέσεις PTFE-σε-τιτανίου (Υπηρεσία ατμού στις 150 μοίρες , 4 barg)
| Τύπος τοποθέτησης | Μηχανισμός στεγανοποίησης | Σταθερότητα θερμοκρασίας | Απαίτηση επανα-ροπής | Κίνδυνος διαρροής Πάνω από 5 χρόνια | Πολυπλοκότητα εγκατάστασης |
|---|---|---|---|---|---|
| Φουντωτό PTFE | PTFE φωτοβολίδα έναντι κώνου τιτανίου | Μέτρια (ερπυστική χαλάρωση) | Κάθε 6-12 μήνες | Χαμηλή-Μέτρια | Μέτρια (απαιτείται εργαλείο σχηματισμού φωτοβολίδων) |
| Συμπίεση PTFE με μεταλλικό εφεδρικό | Συμπίεση δακτυλίου PTFE | Καλό (το εφεδρικό δαχτυλίδι περιορίζει τη χαλάρωση) | Αρχική παρακολούθηση + 1 μηνών- | Χαμηλός | Χαμηλό (τυπικά εργαλεία) |
| Φλάντζα με φλάντζα φακέλου PTFE | Συμπιεσμένο παρέμβυσμα μεταξύ των επιφανειών της φλάντζας | Καλό (η φλάντζα αντισταθμίζει τη χαλάρωση) | Ετήσιος | Πολύ Χαμηλό | Μέτρια (ευθυγράμμιση φλάντζας) |
| Μετάβαση PFA + συμπίεση | Συμπίεση δακτυλίου PFA σε μέταλλο | Πολύ καλό (το PFA αντιστέκεται στον ερπυσμό καλύτερα από το PTFE) | Ετήσιος έλεγχος | Πολύ Χαμηλό | Υψηλό (απαιτείται συγκόλληση PFA) |
Κριτήρια Επιλογής
Η κατάλληλη τοποθέτηση εξαρτάται από τις συγκεκριμένες συνθήκες εγκατάστασης. Για προσβάσιμες συνδέσεις όπου η περιοδική επιθεώρηση και η εκ νέου{1}}ροπή είναι πρακτικές, τα εξαρτήματα φουσκώματος ή συμπίεσης παρέχουν μια οικονομικά-οικονομική λύση. Για συνδέσεις σε δυσπρόσιτες τοποθεσίες όπου η πρόσβαση συντήρησης είναι περιορισμένη, οι φλαντζωτοί σύνδεσμοι με στιβαρές φλάντζες ή εξαρτήματα μετάβασης PFA παρέχουν μεγαλύτερη μακροπρόθεσμη- αξιοπιστία.
Η συνθήκη πολλαπλής τιτανίου επηρεάζει την επιλογή. Εάν η πολλαπλή έχει υπάρχουσες θυρίδες με σπείρωμα, τα εξαρτήματα συμπίεσης ή φουσκώματος που περνούν απευθείας στις θύρες ελαχιστοποιήστε την τροποποίηση. Εάν ούτως ή άλλως η πολλαπλή απαιτεί τροποποίηση, οι συνδέσεις με φλάντζα προσφέρουν την πιο αξιόπιστη μακροπρόθεσμη-σφράγιση.
Η σοβαρότητα της θερμικής ανακύκλωσης οδηγεί στην απόφαση για πιο ισχυρές επιλογές. Ένα σύστημα που κινείται μεταξύ περιβάλλοντος και 150 μοιρών πολλές φορές την ημέρα επιβάλλει μεγαλύτερες απαιτήσεις στη σύνδεση από ένα σύστημα που διατηρείται συνεχώς σε θερμοκρασία λειτουργίας με σπάνιες διακοπές λειτουργίας.
Περίληψη
Τα μη τυποποιημένα εξαρτήματα για τη σύνδεση εναλλάκτη θερμότητας PTFE σε υπάρχοντες συλλέκτες τιτανίου πρέπει να αντιμετωπίζουν τη θεμελιώδη μηχανική αναντιστοιχία μεταξύ φθοριοπολυμερούς και μετάλλου. Τα εξαρτήματα με φλάντζα, συμπίεση, φλάντζα και μετάβαση PFA προσφέρουν βιώσιμες λύσεις ανάλογα με την προσβασιμότητα, τη σοβαρότητα του θερμικού κύκλου και τη διαμόρφωση πολλαπλής.
Η επιλογή εξισορροπεί την αρχική πολυπλοκότητα της εγκατάστασης με τις απαιτήσεις μακροπρόθεσμης συντήρησης-. Οι συνδέσεις με περιορισμένη προσβασιμότητα επωφελούνται από σχέδια με φλάντζα ή μετάβαση που ελαχιστοποιούν τη συχνότητα επανα{2}}ροπής και τον κίνδυνο διαρροής κατά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.
Προτάσεις μηχανικής για συγκεκριμένες εφαρμογές σύνδεσης PTFE-σε-μετάλλων είναι διαθέσιμες μετά την υποβολή του υλικού πολλαπλής και της διαμόρφωσης θύρας, του εύρους θερμοκρασίας λειτουργίας, της πίεσης ατμού, της προσβασιμότητας για συντήρηση και οποιουδήποτε ιστορικού προηγούμενων προβλημάτων σύνδεσης.
