Et vedlikeholdsteam erstattet en mislykket el-patron i rustfritt stål med en PTFE-enhet i en svovelsyrepletteringstank. Varmeren i rustfritt stål hadde brukt en standard 100 mm stålflens boltet til tankveggen. PTFE-varmeren kom med et matchende flensmønster, og teamet boltet den på plass ved hjelp av den eksisterende flensen og pakningen. Det lekket i løpet av to uker. Lekkasjen var ikke ved pakningen-det var ved overgangen fra PTFE-til-flens, der polymeren hadde kald-strømmet bort fra stålet under boltbelastningen.
Flenskompatibilitet er et av de mest oversett problemene ved utskifting av varmeapparat. En PTFE-varmer kan ha samme boltmønster og flensdimensjoner som den rustfrie stålenheten den erstatter, men materialoppførselen er fundamentalt forskjellig. PTFE-kald-flyter under vedvarende trykkbelastning. Rustfritt stål gjør det ikke. En flensdesign som fungerer for rustfritt stål kan mislykkes med PTFE.
Hvorfor PTFE ikke kan bruke samme flensdesign
Varmeovner i rustfritt stål er vanligvis sveiset eller loddet til en stålflens. Skjøten er stiv og permanent. Flensboltene komprimerer en pakning mot tankveggen, og metall-til-metallkontakten opprettholder tetningen på ubestemt tid.
PTFE-varmere kan ikke sveises til en stålflens på samme måte. Polymeren er enten mekanisk fanget i et spor, kjemisk bundet til flensen, eller kompresjon-støpt rundt en metallinnsats. Hver av disse metodene oppfører seg forskjellig under boltbelastning og termisk sykling.
Den kritiske forskjellen er kaldflyt. PTFE deformeres sakte under vedvarende trykkbelastning. Når flensboltene er strammet, komprimeres PTFE. I løpet av uker eller måneder fortsetter den å deformeres, noe som reduserer kontakttrykket ved tetningen. Boltene forblir stramme, men PTFE har slappet av fra tetningsoverflaten. Det oppstår en lekkasje.
| Type flensskjøt | Varmeapparat i rustfritt stål | PTFE varmeapparat | Kompatibilitet |
|---|---|---|---|
| Sveiset flens | Standard | Ikke aktuelt | Ingen |
| Kompresjonspakning | Fungerer | Kalde strømmer, lekkasjer | Ingen |
| Kjemisk bundet | Ikke aktuelt | Limet brytes ned | Begrenset |
| Mekanisk låst | Ikke aktuelt | Best for PTFE | Krever ny flens |
| PTFE-foret stålflens | Ikke aktuelt | Bra for PTFE | Krever ny flens |
Kompatibilitet med flensskjøter for ovner i rustfritt stål og PTFE
Boltsmomentproblemet
Flenser i rustfritt stål er designet for å trekkes til en spesifisert verdi som komprimerer pakningen og opprettholder tetningen. Dreiemomentet er høyt nok til å skape en positiv tetning, men ikke så høyt at det skader flensen eller pakningen.
PTFE-flenser krever lavere dreiemoment. Over-moment komprimerer PTFE utover dens elastiske grense, akselererer kald flyt og reduserer faktisk tetningsintegriteten. Under-moment skaper ikke den første forseglingen. Dreiemomentvinduet er smalt, og det endres når PTFE slapper av over tid.
En flens i rustfritt stål boltet til en PTFE-varmer med samme dreiemoment som brukes for en rustfri stålvarmer vil knuse PTFE-en og forårsake for tidlig svikt. Dreiemomentspesifikasjonen må samsvare med PTFE-flensdesignet, ikke den originale installasjonen i rustfritt stål.
| Flensstørrelse | Dreiemoment i rustfritt stål | PTFE dreiemoment | Notater |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE krever lavere dreiemoment |
| 80 mm | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Trekk til etter 24 timer |
| 100 mm | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Trekk til etter 24 timer |
| 150 mm | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Trekk til etter 24 timer |
Boltmomentspesifikasjoner for rustfritt stål versus PTFE-flenser
Når den eksisterende flensen kan gjenbrukes
I noen tilfeller kan den eksisterende flensen gjenbrukes med en PTFE-varmer, men bare hvis flensen er designet for PTFE og skjøten er riktig utført. En PTFE-foret stålflens med en mekanisk sammenlåst PTFE-overgang kan passe til en eksisterende tankdyse hvis boltmønsteret og pakningsoverflaten stemmer overens.
Nøkkelkravet er at PTFE-varmerens flens skal være utformet for tankens dyse. Flensen må gi en flat, jevn tetningsoverflate, og PTFE må fanges opp slik at den ikke kan strømme kald- bort fra tetningen. En enkel kompresjonspakning mellom PTFE-flensen og tankdysen er ikke tilstrekkelig.
Når en ny flens er nødvendig
En ny flens er nødvendig når den eksisterende flensen er konstruert for en sveiset eller loddet metallvarmer og ikke kan tilpasses PTFE-overgangen. Dette er den vanligste situasjonen ved utskifting av varmeovn.
Den nye flensen bør spesifiseres med PTFE-varmeren. Den skal inkludere en mekanisk sammenkoblet PTFE-overgang, en tetningsflate designet for pakningsmaterialet og boltehull som passer til tankdysen. Flensmaterialet skal være kompatibelt med prosesskjemi-belagt stål, rustfritt stål eller solid PTFE, avhengig av bruken.
Praktiske trinn for flensbytte
Mål den eksisterende tankdysen: boltsirkeldiameter, bolthullstørrelse og -antall, og tetningsoverflatedimensjoner. Disse bestemmer flensen som passer.
Spesifiser flensen med PTFE-varmeren. Varmeovnsprodusenten bør sørge for en flens som passer til dysen og er designet for PTFE-overgangen.
Bruk riktig pakningsmateriale. PTFE-konvoluttpakninger, Viton eller EPDM er vanlige. Pakningen må være kompatibel med prosesskjemien og driftstemperaturen.
Trekk til boltene i henhold til PTFE-spesifikasjonen, ikke spesifikasjonen for rustfritt stål. Trekk til etter 24 timer og igjen etter en uke for å kompensere for innledende kaldflyt.
Når flenskompatibilitet avslører et større problem
En flens som lekker gjentatte ganger, selv etter etterstramming, indikerer at skjøten ikke er egnet for bruken. En mekanisk sammenlåst PTFE-flens med en pakning i riktig størrelse og riktig boltemoment løser de fleste lekkasjeproblemer. En tilpasset PTFE-dykkvarmerkonfigurasjon med en flens designet spesifikt for polymerovergangen sikrer en -lekkasjefri skjøt. Spesifikasjonsprosessen krever tankdysens dimensjoner, prosesskjemi, driftstemperatur og flensdesignet til den originale varmeren.
