Radionica za pocinčavanje izvukla je PTFE uronjeni grijač iz spremnika za pocinčavanje nakon devet mjeseci rada. Grijač je pokazao vodoravnu pukotinu koja se protezala duž linije tekućine-granice između uronjenog i izloženog dijela. Pukotina je prodrla u PTFE i otkrila metalni omotač. Spremnik je bio opremljen prekidačem s plovkom koji je kontrolirao razinu tekućine, ali je prekidač imao mrtvu zonu od približno 40 mm, a razina je kružila gore-dolje preko vrha grijača.
Plutajući prekidači uobičajeni su uređaji za kontrolu razine u spremnicima za oblaganje i kemijsku obradu. Oni su jednostavni, pouzdani i jeftini. Ali imaju mrtvi pojas-raspon između-uključivanja i-isključivanja-razina koje dopuštaju fluktuacije razine tekućine. Ako je grijač postavljen tako da linija tekućine pada unutar mrtve zone, grijač se mijenja između uronjenog i izloženog stanja, a PTFE puca duž linije tekućine.
Zašto je linija tekućine zona koncentracije naprezanja
Linija tekućine je granica između uronjenog i izloženog dijela grijača. Potopljeni dio se hladi procesnom tekućinom. Izloženi dio se hladi zrakom, što je mnogo manje učinkovito. Temperaturna razlika između dva dijela može biti 50-100 stupnjeva.
Potopljeni dio širi se manje od izloženog dijela. Diferencijalno širenje stvara smično naprezanje na liniji tekućine. Stres se koncentrira na PTFE površini, gdje je polimer vezan za metalni omotač. Ponavljano cikliranje uzrokuje pucanje uslijed zamora.
| Ciklus razine tekućine | Temperaturna razlika na tekućem vodu | Amplituda naprezanja | Vrijeme je za krek |
|---|---|---|---|
| <10 mm | 40-60 stupnjeva | Niska | >36 mjeseci |
| 10–25 mm | 50-80 stupnjeva | Umjereno | 18-30 mjeseci |
| 25–40 mm | 60-100 stupnjeva | visoko | 8–16 mjeseci |
| 40–60 mm | 80-120 stupnjeva | Vrlo visoko | 4–10 mjeseci |
| >60 mm | >120 stupnjeva | Teška | 2–6 mjeseci |
Mijenjanje razine tekućine i njezin učinak na pucanje PTFE-a na liniji tekućine
Zašto plutajući prekidači stvaraju cikluse tekućeg voda
Prekidač s plovkom radi otvaranjem ili zatvaranjem kruga kada razina tekućine dosegne zadanu točku. Prekidač ima mrtvi pojas-razina mora pasti određenu količinu prije nego što prekidač zatvori ventil za punjenje. Mrtva zona je obično 20-50 mm, ovisno o dizajnu prekidača.
Ako je grijač postavljen tako da linija tekućine pada unutar mrtve zone, grijač se mijenja između uronjenog i izloženog stanja sa svakim ciklusom punjenja. Broj ciklusa ovisi o brzini isparavanja-i povlačenja. U spremniku s visokim isparavanjem, razina može varirati nekoliko puta dnevno.
Zašto se pukotina stvara na liniji tekućine
Pukotina se formira na liniji tekućine jer je to mjesto gdje je naprezanje najveće. PTFE na liniji za tekućinu izložen je punoj temperaturnoj razlici između mokrog i suhog dijela. Smično naprezanje je koncentrirano na PTFE-metalnoj površini.
Pukotina se širi vodoravno duž linije tekućine. Može ostati površinska pukotina mjesecima ili može prodrijeti kroz PTFE i otkriti metal. Nakon što je metal izložen, počinje korozija i grijač ne radi.
Sprječavanje pucanja tekućeg voda
Najučinkovitija prevencija je postaviti grijač tako da je tekući vod znatno ispod mrtve zone plovnog prekidača. Vrh grijanog dijela trebao bi biti najmanje 75 mm ispod minimalne razine tekućine. To osigurava da grijač ostane potpuno potopljen čak i kada je razina na najnižoj točki mrtvog pojasa.
Blokada-niske razine pruža dodatnu zaštitu. Blokada prekida napajanje grijača ako razina padne ispod sigurnog praga. Blokada bi trebala biti neovisna o prekidaču s plovkom i trebala bi zahtijevati ručno resetiranje.
Grijač s kraćim grijanim dijelom koji ostaje znatno ispod normalne linije tekućine pruža marginu protiv fluktuacije razine. Ako je spremnik dovoljno dubok, postavljanje grijanog dijela u donju polovicu spremnika održava ga potopljenim čak i tijekom značajnih padova razine.
| Mjera prevencije | Učinak na pucanje tekućine | Provedba |
|---|---|---|
| Donji položaj grijača | Izbjegava mrtvi pojas | Montaža grijača |
| Blokada-niske razine | Smanjuje snagu na niskoj razini | Senzor razine i relej |
| Kraći grijani dio | Održava grijač potopljenim | Dizajn grijača |
| Smanjena mrtva zona | Biciklizam manje razine | Nadogradnja plovnog prekidača |
Mjere sprječavanja pucanja tekućinskog voda u spremnicima s plovnim prekidačima
Kada pucanje tekuće linije ukazuje na problem dizajna
Grijač koji pukne na liniji tekućine unatoč niskom položaju ugradnje i niskoj-razini blokade ukazuje da je mrtva zona plovnog prekidača prevelika za primjenu. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s kraćim grijanim dijelom, nižim položajem ugradnje i niskom-razinom blokade rješava glavni uzrok pucanja tekućeg voda. Proces specifikacije zahtijeva dimenzije spremnika, mrtvu zonu prekidača plovka, normalnu i minimalnu razinu tekućine i potrebnu snagu u vatima. Za objekte s regulacijom razine plovnog prekidača, ovaj-pristup specifičan za primjenu smanjuje pucanje tekućeg voda i produljuje radni vijek grijača.
