Tim za održavanje zamijenio je pokvareni uronjeni grijač od nehrđajućeg čelika PTFE jedinicom u spremniku za nanošenje sumpornom kiselinom. Grijač od nehrđajućeg čelika koristio je standardnu čeličnu prirubnicu od 100 mm pričvršćenu na stijenku spremnika. PTFE grijač stigao je s odgovarajućim uzorkom prirubnice, a tim ga je pričvrstio na mjesto pomoću postojeće prirubnice i brtve. Procurilo je u roku od dva tjedna. Propuštanje nije bilo na brtvi-nego na prijelazu od PTFE-na-prirubnicu, gdje je polimer hladno-otekao od čelika pod opterećenjem vijka.
Kompatibilnost prirubnice jedan je od problema koji se najviše zanemaruje kod zamjene grijača. PTFE grijač može imati isti uzorak vijaka i dimenzije prirubnice kao jedinica od nehrđajućeg čelika koju zamjenjuje, ali ponašanje materijala je bitno drugačije. PTFE hladno-teče pod stalnim tlačnim opterećenjem. Nehrđajući čelik ne. Dizajn prirubnice koji odgovara nehrđajućem čeliku može zakazati s PTFE-om.
Zašto PTFE ne može koristiti isti dizajn prirubnice
Uranjajući grijači od nehrđajućeg čelika obično su zavareni ili lemljeni na čeličnu prirubnicu. Spoj je krut i trajan. Vijci prirubnice pritišću brtvu na stijenku spremnika, a kontakt metala-na-metal održava nepropusnost na neodređeno vrijeme.
PTFE grijači se ne mogu zavariti na čeličnu prirubnicu na isti način. Polimer je ili mehanički uhvaćen u utor, kemijski vezan za prirubnicu ili kompresijski-oblikovan oko metalnog umetka. Svaka od ovih metoda ponaša se drugačije pod opterećenjem vijka i toplinskim ciklusima.
Kritična razlika je hladno strujanje. PTFE se polako deformira pod dugotrajnim tlačnim naprezanjem. Kada su vijci prirubnice zategnuti, PTFE se sabija. Tijekom tjedana ili mjeseci nastavlja se deformirati, smanjujući kontaktni pritisak na brtvu. Vijci su ostali zategnuti, ali PTFE se opustio od brtvene površine. Dolazi do curenja.
| Tip prirubničkog spoja | Grijač od nehrđajućeg čelika | PTFE grijač | Kompatibilnost |
|---|---|---|---|
| Zavarena prirubnica | Standard | Nije primjenjivo | Ne |
| Kompresijska brtva | Djela | Hladno teče, curi | Ne |
| Kemijski vezani | Nije primjenjivo | Ljepilo se razgrađuje | ograničeno |
| Mehanički spojeni | Nije primjenjivo | Najbolje za PTFE | Zahtijeva novu prirubnicu |
| PTFE-čelična prirubnica | Nije primjenjivo | Dobro za PTFE | Zahtijeva novu prirubnicu |
Kompatibilnost prirubničkog spoja za uronjene grijače od nehrđajućeg čelika i PTFE
Problem momenta zavrtnja
Prirubnice od nehrđajućeg čelika dizajnirane su za pritezanje na određenu vrijednost koja komprimira brtvu i održava nepropusnost. Zakretni moment je dovoljno visok da stvori pozitivno brtvljenje, ali nije toliko visok da ošteti prirubnicu ili brtvu.
PTFE prirubnice zahtijevaju manji zakretni moment. Preko-zakretanje komprimira PTFE preko njegove granice elastičnosti, ubrzavajući hladno strujanje i zapravo smanjujući integritet brtve. Pod-zatezanjem ne uspijeva stvoriti početno brtvljenje. Prozor zakretnog momenta je uzak i mijenja se kako se PTFE s vremenom opušta.
Prirubnica od nehrđajućeg čelika pričvršćena vijcima za PTFE grijač s istim zakretnim momentom koji se koristi za grijač od nehrđajućeg čelika zdrobit će PTFE i uzrokovati prijevremeni kvar. Specifikacija zakretnog momenta mora odgovarati dizajnu PTFE prirubnice, a ne izvornoj instalaciji od nehrđajućeg čelika.
| Veličina prirubnice | Zakretni moment od nehrđajućeg čelika | PTFE zakretni moment | Bilješke |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE zahtijeva manji zakretni moment |
| 80 mm | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Ponovo zategnite nakon 24 sata |
| 100 mm | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Ponovo zategnite nakon 24 sata |
| 150 mm | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Ponovo zategnite nakon 24 sata |
Specifikacije zakretnog momenta vijaka za prirubnice od nehrđajućeg čelika u odnosu na PTFE
Kada se postojeća prirubnica može ponovno upotrijebiti
U nekim slučajevima, postojeća prirubnica može se ponovno upotrijebiti s PTFE grijačem, ali samo ako je prirubnica dizajnirana za PTFE i ako je spoj ispravno napravljen. PTFE-čelična prirubnica s mehanički spojenim PTFE prijelazom može se spojiti s postojećom mlaznicom spremnika ako se uzorak vijaka i površina brtve podudaraju.
Ključni zahtjev je da prirubnica PTFE grijača mora biti dizajnirana za mlaznicu spremnika. Prirubnica mora osigurati ravnu, glatku površinu za brtvljenje, a PTFE mora biti zahvaćen tako da ne može hladno-teći dalje od brtve. Jednostavna kompresijska brtva između PTFE prirubnice i mlaznice spremnika nije dovoljna.
Kada je potrebna nova prirubnica
Nova prirubnica je potrebna kada je postojeća prirubnica dizajnirana za zavareni ili lemljeni metalni grijač i ne može primiti PTFE prijelaz. Ovo je najčešća situacija kod zamjene grijača.
Novu prirubnicu treba specificirati s PTFE grijačem. Trebao bi uključivati mehanički spojeni PTFE prijelaz, brtvenu površinu dizajniranu za materijal brtve i rupe za vijke koji odgovaraju mlaznici spremnika. Materijal prirubnice trebao bi biti kompatibilan s čelikom obloženim-procesnom kemijom, nehrđajućim čelikom ili čvrstim PTFE-om, ovisno o primjeni.
Praktični koraci za zamjenu prirubnice
Izmjerite postojeću mlaznicu spremnika: promjer kruga vijka, veličinu i broj rupa za vijke i dimenzije brtvene površine. Oni određuju prirubnicu koja će odgovarati.
Odredite prirubnicu s PTFE grijačem. Proizvođač grijača trebao bi osigurati prirubnicu koja odgovara mlaznici i dizajnirana je za PTFE prijelaz.
Koristite odgovarajući materijal za brtvu. Uobičajene su PTFE brtve omotača, Viton ili EPDM. Brtva mora biti kompatibilna s procesnom kemijom i radnom temperaturom.
Zategnite vijke prema specifikaciji PTFE, a ne prema specifikaciji nehrđajućeg čelika. Ponovno zategnite nakon 24 sata i ponovno nakon tjedan dana kako biste kompenzirali početni hladni protok.
Kada kompatibilnost prirubnice otkrije veći problem
Prirubnica koja opetovano curi, čak i nakon ponovnog zatezanja, ukazuje na to da dizajn spoja nije prikladan za primjenu. Mehanički spojena PTFE prirubnica s brtvom odgovarajuće veličine i točnim momentom zavrtnja rješava većinu problema s curenjem. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s prirubnicom dizajniranom posebno za polimerni prijelaz osigurava spoj-bez curenja. Proces specifikacije zahtijeva dimenzije mlaznice spremnika, kemiju procesa, radnu temperaturu i dizajn prirubnice izvornog grijača.
