Zespół konserwacyjny wymienił uszkodzoną grzałkę zanurzeniową ze stali nierdzewnej na jednostkę PTFE w zbiorniku do galwanizacji kwasem siarkowym. W grzejniku ze stali nierdzewnej zastosowano standardowy kołnierz stalowy o średnicy 100 mm przykręcony do ściany zbiornika. Dostarczono grzejnik PTFE z pasującym wzorem kołnierza, który zespół przykręcił go na miejscu, korzystając z istniejącego kołnierza i uszczelki. Wyciekło w ciągu dwóch tygodni. Wyciek nie nastąpił na uszczelce,-był na przejściu PTFE-do-kołnierza, gdzie zimny polimer-odpływał ze stali pod obciążeniem śruby.
Kompatybilność kołnierzy to jeden z najczęściej pomijanych problemów przy wymianie grzejników. Grzejnik PTFE może mieć taki sam rozstaw śrub i wymiary kołnierza jak jednostka ze stali nierdzewnej, którą zastępuje, ale zachowanie materiału jest zasadniczo odmienne. Zimny PTFE-płynie pod długotrwałym obciążeniem ściskającym. Stal nierdzewna nie. Konstrukcja kołnierza, która sprawdza się w przypadku stali nierdzewnej, może nie działać w przypadku PTFE.
Dlaczego PTFE nie może używać tej samej konstrukcji kołnierza
Grzejniki zanurzeniowe ze stali nierdzewnej są zazwyczaj przyspawane lub lutowane do stalowego kołnierza. Złącze jest sztywne i trwałe. Śruby kołnierza dociskają uszczelkę do ściany zbiornika, a styk metalu--metalem utrzymuje uszczelnienie przez czas nieokreślony.
Grzejników PTFE nie można w ten sam sposób przyspawać do kołnierza stalowego. Polimer jest albo mechanicznie uchwycony w rowku, chemicznie związany z kołnierzem, albo-formowany przez prasowanie wokół metalowej wkładki. Każda z tych metod zachowuje się inaczej pod obciążeniem śruby i cyklami termicznymi.
Zasadniczą różnicą jest przepływ na zimno. PTFE odkształca się powoli pod wpływem długotrwałego naprężenia ściskającego. Po dokręceniu śrub kołnierza PTFE ulega ściskaniu. W ciągu tygodni lub miesięcy ulega on dalszemu odkształceniu, zmniejszając nacisk kontaktowy na uszczelkę. Śruby pozostają dokręcone, ale PTFE odsunął się od powierzchni uszczelniającej. Powstaje wyciek.
| Typ połączenia kołnierzowego | Grzejnik ze stali nierdzewnej | Podgrzewacz PTFE | Zgodność |
|---|---|---|---|
| Spawany kołnierz | Standard | Nie dotyczy | NIE |
| Uszczelka kompresyjna | Fabryka | Zimno płynie, przecieki | NIE |
| Związane chemicznie | Nie dotyczy | Klej ulega degradacji | Ograniczony |
| Blokowane mechanicznie | Nie dotyczy | Najlepsze do PTFE | Wymaga nowego kołnierza |
| Kołnierz stalowy-wyłożony PTFE | Nie dotyczy | Dobre dla PTFE | Wymaga nowego kołnierza |
Kompatybilność złącza kołnierzowego z grzałkami zanurzeniowymi ze stali nierdzewnej i PTFE
Problem momentu obrotowego śruby
Kołnierze ze stali nierdzewnej są zaprojektowane tak, aby można je było dokręcić momentem o określonej wartości, która ściska uszczelkę i utrzymuje ją. Moment obrotowy jest wystarczająco wysoki, aby zapewnić dobre uszczelnienie, ale nie tak duży, aby spowodować uszkodzenie kołnierza lub uszczelki.
Kołnierze PTFE wymagają niższego momentu obrotowego. Nadmierne-dokręcanie powoduje ściskanie PTFE poza jego granicę sprężystości, przyspieszając przepływ na zimno i faktycznie zmniejszając integralność uszczelnienia. Niedostateczne-dokręcenie nie powoduje utworzenia początkowego uszczelnienia. Okno momentu obrotowego jest wąskie i zmienia się wraz z upływem czasu w miarę rozluźniania się PTFE.
Kołnierz ze stali nierdzewnej przykręcony do grzejnika PTFE z tym samym momentem obrotowym, co w przypadku grzejnika ze stali nierdzewnej, zmiażdży PTFE i spowoduje przedwczesne uszkodzenie. Specyfikacja momentu obrotowego musi odpowiadać konstrukcji kołnierza PTFE, a nie oryginalnej instalacji ze stali nierdzewnej.
| Rozmiar kołnierza | Moment obrotowy ze stali nierdzewnej | Moment obrotowy PTFE | Notatki |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE wymaga niższego momentu obrotowego |
| 80 mm | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Dokręcić ponownie po 24 godzinach |
| 100 mm | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Dokręcić ponownie po 24 godzinach |
| 150 mm | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Dokręcić ponownie po 24 godzinach |
Specyfikacje momentu obrotowego śrub dla kołnierzy ze stali nierdzewnej i PTFE
Kiedy istniejący kołnierz może zostać ponownie wykorzystany
W niektórych przypadkach istniejący kołnierz można ponownie wykorzystać z podgrzewaczem PTFE, ale tylko wtedy, gdy kołnierz jest zaprojektowany dla PTFE, a złącze jest wykonane prawidłowo. Kołnierz stalowy wyłożony-PTFE z mechanicznie zablokowanym przejściem z PTFE może pasować do istniejącej dyszy zbiornika, jeśli wzór śrub i powierzchnia uszczelki pasują do siebie.
Kluczowym wymogiem jest to, aby kołnierz grzejnika PTFE był dostosowany do króćca zbiornika. Kołnierz musi zapewniać płaską, gładką powierzchnię uszczelniającą, a PTFE musi zostać zatrzymany w taki sposób, aby nie mógł-odpływać na zimno z uszczelki. Prosta uszczelka zaciskowa pomiędzy kołnierzem PTFE a króćcem zbiornika nie wystarczy.
Kiedy wymagany jest nowy kołnierz
Nowy kołnierz jest wymagany, jeśli istniejący kołnierz jest przeznaczony do spawanego lub lutowanego metalu grzejnika i nie może pomieścić przejścia z PTFE. Jest to najczęstsza sytuacja przy wymianie grzejnika.
Nowy kołnierz powinien być wyposażony w grzałkę PTFE. Powinien zawierać mechanicznie zablokowane przejście z PTFE, powierzchnię uszczelniającą zaprojektowaną dla materiału uszczelki i otwory na śruby pasujące do dyszy zbiornika. Materiał kołnierza powinien być zgodny ze stalą powlekaną-chemią procesową, stalą nierdzewną lub stałym PTFE, w zależności od zastosowania.
Praktyczne etapy wymiany kołnierza
Zmierz istniejącą dyszę zbiornika: średnicę okręgu śrubowego, rozmiar i liczbę otworów na śruby oraz wymiary powierzchni uszczelniającej. Określają one kołnierz, który będzie pasował.
Określ kołnierz z grzałką PTFE. Producent grzejnika powinien dostarczyć kołnierz pasujący do dyszy i przeznaczony do przejścia z PTFE.
Użyj odpowiedniego materiału uszczelki. Powszechnie stosowane są uszczelki kopertowe z PTFE, Vitonu lub EPDM. Uszczelka musi być dostosowana do chemii procesu i temperatury roboczej.
Dokręcić śruby zgodnie ze specyfikacją PTFE, a nie specyfikacją stali nierdzewnej. Dokręcić ponownie po 24 godzinach i ponownie po tygodniu, aby skompensować początkowe płynięcie na zimno.
Kiedy kompatybilność kołnierzy ujawnia większy problem
Kołnierz, który wielokrotnie przecieka, nawet po ponownym dokręceniu, wskazuje, że konstrukcja złącza nie jest dostosowana do danego zastosowania. Mechanicznie zablokowany kołnierz PTFE z uszczelką o odpowiednim rozmiarze i właściwym momentem dokręcania śrub rozwiązuje większość problemów z wyciekami. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE z kołnierzem zaprojektowanym specjalnie do przejścia polimeru zapewnia-szczelne połączenie. Proces specyfikacji wymaga wymiarów dyszy zbiornika, składu chemicznego procesu, temperatury roboczej i konstrukcji kołnierza oryginalnego podgrzewacza.
