Dlaczego krawędź jest słabym punktem
PTFE w grzałce zanurzeniowej nakłada się na cylindryczną osłonę i owija wokół jej końców. Na krawędzi grubość PTFE jest często mniejsza niż na płaskiej powierzchni. PTFE może również mieć ostre przejście w miejscu zawijania się za rogiem, tworząc koncentrację naprężeń.
Wiązanie pomiędzy PTFE a metalem jest słabsze na krawędziach. PTFE może nie przylegać tak dobrze do przyciętej krawędzi metalu, jak do powierzchni cylindrycznej. Krawędź może mieć również zadziory lub szorstkość, które zakłócają wiązanie.
Krawędź jest również narażona na największe obciążenia mechaniczne. W przypadku pracy z dużą- zawartością cząstek stałych cząstki ścierne w płynie uderzają w krawędź. Z krawędzią mogą stykać się także narzędzia czyszczące lub przedmioty obrabiane.
| Stan krawędzi | Grubość PTFE | Siła wiązania | Naprężenie mechaniczne | Ryzyko rozwarstwienia |
|---|---|---|---|---|
| Zaokrąglony, gładki | Mundur | Mocny | Niski | Niski |
| Ostry, obrobiony maszynowo | Rozcieńczalnik | Umiarkowany | Umiarkowany | Umiarkowany |
| Zadziorny, szorstki | Cienki, nierówny | Słaby | Wysoki | Wysoki |
| Uszkodzony, wyszczerbiony | Zmienny | Bardzo słaby | Bardzo wysoki | Bardzo wysoki |
Stan krawędzi i jego wpływ na ryzyko rozwarstwienia
Dlaczego ścieki o wysokiej- zawartości części stałych przyspieszają rozwarstwianie
Ścieki o wysokiej- zawartości części stałych zawierają cząstki ścierne-wodorotlenki metali, wytrącenia fosforanu wapnia i piasek pozostałościowy. Cząsteczki te uderzają w powierzchnię i krawędzie grzejnika. Uderzenie powoduje erozję PTFE na krawędzi, rozrzedzając go i tworząc ścieżkę penetracji płynu.
Substancje stałe osadzają się również na powierzchni grzejnika. Osady mogą wypełnić szczelinę pomiędzy PTFE a metalem na krawędzi, tworząc knot, który wciąga płyn do delaminowanego obszaru. Płyn powoduje korozję metalu pod PTFE, a produkty korozji odpychają PTFE od metalu.
Konsekwencje rozwarstwiania krawędzi
Po rozwarstwieniu PTFE płyn procesowy styka się z metalową osłoną. Metal koroduje, a produkty korozji zajmują większą objętość niż oryginalny metal. Ekspansja wypycha PTFE dalej, przyspieszając rozwarstwianie.
Rozwarstwiony obszar tworzy również ścieżkę dla płynu, który może dotrzeć do wewnętrznej izolacji. Rezystancja izolacji maleje, a wyłączenia spowodowane zwarciem doziemnym stają się częstsze. W końcu grzejnik przestaje działać.
Zapobieganie rozwarstwianiu się krawędzi
Najskuteczniejszą profilaktyką jest poprawa geometrii krawędzi. Zaokrąglona krawędź, pozbawiona zadziorów i ostrych narożników, umożliwia gładkie i równomierne owijanie PTFE. Zaokrąglona krawędź rozkłada naprężenia mechaniczne i zmniejsza koncentrację naprężeń.
Grubsza powłoka PTFE na krawędziach zapewnia większą odporność materiału na ścieranie i uderzenia. Powłoka krawędziowa powinna być co najmniej tak gruba jak powłoka powierzchni cylindrycznej, a korzystnie grubsza.
Pasek zabezpieczający krawędź-pasek metalowy lub polimerowy zakrywający krawędź-może chronić PTFE przed uszkodzeniami mechanicznymi. Pasek mocowany jest na krawędzi i chroni powłokę przed uderzeniami.
| Środek zapobiegawczy | Wpływ na rozwarstwianie | Realizacja | Koszt |
|---|---|---|---|
| Zaokrąglona krawędź | Zmniejsza koncentrację stresu | Produkcja | Niski |
| Grubsza powłoka krawędziowa | Większa odporność na ścieranie | Proces powlekania | Umiarkowany |
| Listwa zabezpieczająca krawędzie | Chroni przed uderzeniem | Montaż | Umiarkowany |
| Regularna kontrola | Wczesne wykrywanie | Konserwacja | Niski |
Środki zapobiegawcze w przypadku rozwarstwiania się krawędzi w przypadku materiałów o wysokiej- zawartości ciał stałych
Kiedy rozwarstwienie krawędzi wskazuje na problem projektowy
Rozwarstwienie grzejnika na krawędzi pomimo zaokrąglonej krawędzi i grubej powłoki wskazuje, że konstrukcja grzejnika lub proces powlekania nie jest dostosowany do zastosowania. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE z zaokrągloną krawędzią, grubą powłoką krawędzi i paskiem zabezpieczającym krawędzie eliminuje pierwotną przyczynę rozwarstwienia. Proces specyfikacji wymaga stężenia substancji stałych, charakterystyki cząstek, wymiarów zbiornika i wymaganej mocy. W przypadku obiektów ze ściekami o wysokiej- zawartości części stałych to-podejście specyficzne dla danego zastosowania zmniejsza rozwarstwianie krawędzi i wydłuża żywotność grzejnika.
