كيفية اختيار الحشيات لمبادل PTFE في خدمة الضغط -الفراغية الدورية؟

يتم تعذيب حشية المبادل الحراري من خلال إجراء يتناوب بين سحب فراغ قوي ودفع عدة أشرطة من الضغط. يتم سحب الختم بشكل مستمر وتفجيره. وهو يعمل مثل الحجاب الحاجز. سيتم الضغط على حشية مطاطية ناعمة بسيطة لتخرج من شكلها أو لن تعود إلى شكلها في وقت قصير. يتعامل المبادل الحراري PTFE مع المواد الكيميائية المعادية في مثل هذه الإعدادات الدورية. ومن ثم، فإن اختيار الحشية وخدمة الضغط الفراغي الدوري لمبادل PTFE يعد قرارًا حيويًا للاعتمادية. تتسبب الحشية غير المناسبة في حدوث تسربات، وفقدان سلامة الفراغ، ووقت التوقف غير المجدول.

آليات الفشل في ظل الفراغ الدوري-تحميل الضغط
من الضروري معرفة كيفية تصرف الحشيات في ظل أنظمة الضغط البديلة قبل اختيار الحل.

في الفراغ
إذا تم إخلاء جانب العملية إلى فراغ قوي (عادةً أقل من 10 ملي بار مطلق)، فإن الضغط المحيط على الجزء الخارجي من الحافة يدفع الحشية إلى الداخل. يمكن سحب حشية ناعمة غير مضغوطة إلى تجويف المعدات أو المسافة بين الشفاه. هذا النزوح الداخلي يمكن أن يؤدي إلى:

فقدان الضغط الضاغط على وجوه الختم

تشوه دائم، أو تدفق بارد، لمادة الحشية.

مسار تسرب الفراغ فوق معرف الحشية

على الفور
بالنسبة للعملية المضغوطة (على سبيل المثال . 3 – مقياس 6 بار)، سيعمل الضغط الداخلي على دفع الحشية إلى الخارج. عندما لا تكون الحشية مقيدة ماديًا، يمكن أن تمتد الحشية إلى مساحة الحافة بين فتحات المسامير. يعطي النتوء:

ترقق الحشية عند OD.

فقدان الاتصال الختم.

انفجار مفاجئ أو تسرب بطيء

التأثير الدوري المشترك
يتسبب الفراغ والضغط المتناوب في انزلاق الحشية ذهابًا وإيابًا مع كل دورة. يعمل هذا الثني المتكرر على تشغيل مادة الحشية، مما يؤدي إلى تسريع التعب والزحف والاسترخاء. الحشية التي تعتمد على الاسترداد المرن للمادة الناعمة ستأخذ في النهاية مجموعة دائمة وتفقد قابلية الغلق.

أنواع الحشيات المناسبة لمبادل PTFE
بالنسبة للمبادل الحراري PTFE، يعد التوافق الكيميائي مع سائل العملية أمرًا بالغ الأهمية. يعتبر PTFE في حد ذاته معيارًا للمقاومة الكيميائية العالمية. ومن ثم، فإن أي مادة حشية تتصل بالعملية يجب أن تكون من PTFE أو بوليمر مشبع بالفلور آخر أو مغلقة تمامًا.

حشوات الجرح الحلزونية PTFE
تعتبر الحشيات اللولبية الحلزونية بديلاً شائعًا وقويًا للغاية. يتم تشكيلها من ملف معدني على شكل حرف V (عادةً ما يكون من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L) مع وجود مادة حشو أكثر ليونة بينهما. بالنسبة لخدمة مبادلات PTFE، تكون الحشوة عبارة عن جرافيت مرن أو شريط PTFE في أغلب الأحيان. يمنح الملف المعدني الزنبرك-الظهر والقوة الهيكلية كما توفر حشوة PTFE الخمول الكيميائي.

فوائد:

مقاومة الضغط الدوري كبيرة

حواف الوجه واللسان والأخدود المرتفعة متوفرة بأحجام شائعة

مقاومة جيدة للفراغ (بافتراض أن الملف مضغوط بدرجة كافية)

العيوب:

يمكن أن تخضع حلقات التوجيه الخارجية والداخلية، إن وجدت، لهذا الإجراء وتتطلب اختيارًا دقيقًا للمواد

حشو PTFE ناعم وقد يتدفق بشكل بارد إذا تم دفعه أكثر من اللازم

حشية مغلف من مادة التفلون المموجة من الفولاذ المقاوم للصدأ
بالنسبة إلى أقسى خدمة ضغط فراغ دوري- على مبادل PTFE، فإن الخيار الأفضل هو حشية مغلف PTFE مع قلب داخلي مموج من الفولاذ المقاوم للصدأ. تم تصميم هذا النوع من الحشيات خصيصًا للجمع بين الخمول الكيميائي لمادة PTFE مع الزنبرك الميكانيكي-الخلفية المعدنية.

البناء: قلب رفيع من الفولاذ المقاوم للصدأ مموج (أو مثقوب)، عادة 316L، محاط بالكامل بغلاف PTFE سلس أو ملحوم. تشكل التموجات عددًا من النوابض الورقية، مما يضمن انتعاشًا مرنًا موحدًا على طول وجه الختم. يكون غلاف PTFE، الذي يبلغ سمكه عادة 0.3-0.5 مم، على اتصال مع وجوه الحافة وسائل المعالجة، وبالتالي يوفر الحد الأدنى من التآكل أو التلوث.

لماذا يعمل تحت ضغط التفريغ الدوري-يوفر القلب الفولاذي "الزنبرك-الخلفي" الميكانيكي والقوة الهيكلية لمقاومة كل من التفريغ والضغط. في الفراغ، تقوم قوة الزنبرك المموج بسحب غلاف PTFE إلى الخارج، مما يحافظ على الاتصال بأوجه الحافة ويمنع الشفط إلى الداخل. قلب الفولاذ الصلب مقاوم للبثق تحت الضغط ويوزع حمل البرغي بالتساوي. تشبه الحشية المنفاخ وتعود دائمًا إلى سمكها الأصلي بعد كل رحلة ضغط.

متطلبات التثبيت يلزم وضع هذا النوع من الحشيات على اللسان والأخدود أو تصميم شفة ذكر/أنثى [4]. تضمن أنماط الحافة هذه الاحتواء الإيجابي للحشية عن طريق الحد من الخلوص الشعاعي الذي يمكن من خلاله بثق الحشية. الأوجه المرتفعة ليست كافية للفلنجات المسطحة-حيث لا يزال من الممكن دفع غلاف PTFE الناعم إلى الجانب تحت ضغط دوري كبير. سوف يحيط اللسان-المصمم جيدًا-والشفة الأخدودية- بالحشية بالكامل، مما يجعل عملية النفخ صعبة للغاية.

اعتبارات لتصميم الحافة والتشطيب السطحي
تعتبر الفلنجة نفسها ضرورية لأداء الحشية تحت ضغط التفريغ الدوري-.

نوع الفلنجة: كما هو موضح، يفضل بشدة الفلنجات اللسانية-و-الأخدود أو الفلنجات الذكرية-الأنثوية. يقيد هذا التصميم الحشية فعليًا بحيث يكون من المستحيل سحب الفراغ إلى الداخل والبثق إلى الخارج. إذا كانت الشفاه الحالية من نوع الوجه المرتفع، فيمكن تحقيق التجديد باستخدام حشية ذات حلقة معدنية داخلية وخارجية متكاملة (على سبيل المثال، جرح حلزوني مع حلقات داخلية وخارجية) مما يوفر بعض الاحتواء، على الرغم من أن اللسان الكامل- والأخدود أفضل.

تشطيب سطح الحافة يتطلب غلاف PTFE تشطيب سطح أملس من أجل الختم المناسب، عادةً 32-64 ميكرون Ra (0.8-1.6 ميكرومتر Ra). ولكن يجب أن يكون للطلاء أيضًا "قبضة" كافية حتى لا ينزلق غلاف PTFE تحت الضغط. في كثير من الأحيان، يتم تحديد تشطيب مسنن (متحدة المركز، حلزوني، وما إلى ذلك) مع خشونة يمكن التحكم فيها (على سبيل المثال، 125-250 ميكرون Ra للنمط المسنن). يصب PTFE في المسننات لتوفير تعشيق ميكانيكي يمنع الحركة الجانبية.

التثبيت والتحكم في عزم الدوران
التثبيت الصحيح لا يقل أهمية عن اختيار الحشية. جوانات المغلف PTFE:

يجب تنظيم عزم دوران الترباس وتطبيقه بنمط النجمة.

يؤدي الدوران الزائد-العزم الزائد- إلى ضغط غلاف PTFE، مما يؤدي إلى تدفق بارد وتقليل حركة الزنبرك في القلب

إذا لم تقم بعزم الدوران بشكل كافٍ، فسيكون ضغط الضغط منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن تثبيت الختم في مكانه تحت الفراغ.

يُنصح بإعادة عزم الدوران-بعد الدورة الحرارية الأولى، حيث يسترخي PTFE تحت الحمل الأولي.

الفراغ الدوري-مقارنة خيارات حشية خدمة الضغط
نوع الحشية: مرونة ركوب الدراجات، المقاومة الكيميائية، ملاءمة الفراغ، شفة موصى بها
المطاط الصناعي الناعم سيئ مقيد سيئ أي غلاف PTFE (بدون قلب) ضعيف (تدفق بارد) جيد سيئ أي جرح حلزوني (حشو PTFE) جيد جيد جيد وجه ذو حواف أو غلاف T&G PTFE + قلب مموج 316L ممتاز ممتاز ممتاز لسان وأخدود
الخلاصة: الختم، العنصر الأكثر ديناميكية
إن مفتاح عمر الخدمة الخالي من التسرب هو حشية متينة وقوية ميكانيكيًا مصممة للمهمة الدورية المحددة. إن الحشية المعدنية المغطاة بـ PTFE-في لسان مقيد-وشفة الأخدود-هي أفضل معيار لمبادل PTFE للمواد الكيميائية القاسية تحت فراغ وضغط متناوبين. في التجميع الثابت، الجزء الأكثر ديناميكية هو الختم ويجب اختياره بنفس العناية التي يتم بها تحديد الأنابيب. إذا تم تنفيذ تصميم الحافة والتشطيب السطحي وعزم الدوران للتثبيت بشكل صحيح، فمن المحتمل أن تستمر الحشية التي تنجو من أول مائة دورة دون فشل لآلاف. في حالة الشك، يوفر قلب الفولاذ المقاوم للصدأ المموج داخل غلاف PTFE الزنبرك-الظهر اللازم لدورة الضغط الفراغي-.