وزن و چگالی PTFE در مقایسه با مواد غلاف فلزی برای حمل بخاری چگونه است؟

یک بخاری غوطه ور فلزی طولانی می تواند سنگین و سخت باشد به خصوص در مناطق بالای سر یا مناطق دسترسی تنگ. از طرف دیگر، بخاری های PTFE به طور قابل توجهی سبک هستند. این تنوع به چگالی ذاتی مواد نسبت داده می شود و پیامدهای عملی برای نیازهای نصب، جابجایی و پشتیبانی مکانیکی دارد.

مقایسه چگالی: PTFE در مقابل مواد معمولی غلاف فلزی
چگالی، که جرم در واحد حجم یک ماده است، بر وزن ذاتی یک غلاف بخاری با اندازه مشخص تأثیر می گذارد. چگالی PTFE در حدود 2.15 تا 2.20 گرم بر سانتی متر مکعب است. فولاد ضد زنگ، که اغلب به عنوان یک ماده غلاف برای بخاری های غوطه ور صنعتی استفاده می شود، با چگالی تقریباً 7.8-8.0 گرم در سانتی متر³. Incoloy (یک آلیاژ نیکل-آهن کروم) تا حدودی متراکم تر است، با چگالی حدود 8.1-8.4 g/cm³. برخی از بخاری های تخصصی از مس استفاده می کنند که چگالی آن ~ 8.96 گرم بر سانتی متر مکعب است.

بنابراین، یک غلاف PTFE با قطر بیرونی و ضخامت دیواره برابر، حدود یک چهارم غلاف فولادی ضد زنگ وزن دارد. به عنوان مثال، یک قطعه 1 متری لوله PTFE با قطر بیرونی 20 میلی متر و ضخامت دیواره 2 میلی متر ~ 0.25 کیلوگرم وزن دارد در حالی که یک لوله فولادی ضد زنگ یکسان ~ 0.95 کیلوگرم وزن دارد. اختلاف وزن چهار برابر و متناسب با طول است.

اثرات وزن بر طراحی بخاری و اجزای اصلی
شایان ذکر است که یک بخاری غوطه ور PTFE 100٪ PTFE نیست. المنت حرارتی یک سیم مقاومت فلزی است (معمولاً نیکل-کروم یا مس{3}}آلیاژ نیکل) که در PTFE محصور شده یا توسط آن احاطه شده است. برخی از طرح ها دارای هسته فلزی یا باس بار برای پایان دادن به برق هستند. این قطعات فلزی وزنی را برای کل ساختار ایجاد می کنند.

با این حال، مقایسه وزن بخاری PTFE با غلاف فلزی نسبت به PTFE بسیار مطلوب است. مواد غلاف بیشتر حجم خارجی را نشان می دهد، به خصوص با بخاری های طولانی تر، و هسته فلزی نسبت به مواد غلاف حجم نسبتاً کمی دارد. یک بخاری غلاف PTFE کامل با توان و طول معین معمولاً 30 تا 40 درصد وزن یک بخاری غلاف فلزی معادل (فولاد ضد زنگ یا Incoloy) با همان ابعاد فیزیکی است.

نوع بخاری مواد غلاف وزن تقریبی در هر متر (20 میلی متر OD، 2 میلی متر دیوار، بدون سیم داخلی) وزن نسبی (PTFE=1x)
PTFE{0}}PTFE روکش دار (تراکم 2.2 گرم بر سانتی متر مکعب) ~ 0.25 کیلوگرم 1× فولاد ضد زنگ{5}} روکش SS 316 (تراکم 8.0 گرم بر سانتی متر مکعب) ~ 0.95 کیلوگرم ~ 3.8×
Incoloy encased Incoloy 800 (تراکم 8.1 گرم بر سانتی متر مکعب) ~ 0.96 کیلوگرم ~ 3.8×
مس پوشیده از مس{0} (چگالی 8.96 گرم بر سانتی‌متر مربع) ~1.06 کیلوگرم ~4.2×
توجه: وزن واقعی بخاری شامل سیم مقاومت داخلی و پایانه ها می شود اما تفاوت های متناسب مشابه است.

نصب آسان با مزایای دست زدن به عملی
وزن کم بخاری های PTFE یک مزیت بزرگ در نصب است زیرا کار با آنها آسان تر است. یک بخاری غوطه وری 3 متری استیل ضد زنگ می تواند 5 کیلوگرم یا بیشتر وزن داشته باشد و برای تنظیم ایمن به دو نصاب یا کمک بالابر مکانیکی نیاز دارد. یک بخاری PTFE با طول و قطر یکسان تنها 1.3 کیلوگرم وزن دارد که به راحتی توسط یک تکنسین قابل مدیریت است.

این کاهش وزن به تعدادی از مزایای واقعی منجر می شود:

فشار فیزیکی کمتر برای پرسنل نصب - بخاری‌های طولانی و سنگین برای بلند کردن و مانور دادن در موقعیت خود خسته‌کننده‌تر هستند، به خصوص از طریق دهانه‌های مخزن یا بالای راهروها، و بیشتر مستعد افتادن یا آسیب دیدن هستند.

پشتیبانی ساده و الزامات نصب - بخاری‌های سبک‌تر بارهای ساکن کمتری را روی رینگ‌های مخزن، فلنج‌ها، براکت‌های نصب و اتصالات دیواری اعمال می‌کنند. این بار کاهش یافته احتمال خزش فلنج یا ترک خوردگی تنش موضعی در مخازن پلاستیکی یا ظروف{2}}دیواره نازک را به حداقل می رساند.

تراز و تنظیم آسان‌تر - تراز کردن یک بخاری PTFE سبک-برای بهترین عمق غوطه‌وری یا فاصله دیوار مخزن تلاش کمتری می‌کند و معمولاً ممکن است بدون تجهیزات انجام شود.

در عمل، تیم‌های تعمیر و نگهداری دریافته‌اند که جایگزین کردن یک بخاری فلزی-روکش دار با یک بخاری PTFE با توان مشابه بسیار آسان‌تر است، حتی اگر از نظر فیزیکی طولانی‌تر باشد (محصول جانبی تراکم وات مجاز کمتر که در مقاله‌های قبلی مورد بحث قرار گرفت).

بهترین کاهش وزن برای بخاری های بزرگتر و طولانی تر
مزیت وزن PTFE با طول بخاری افزایش می یابد. یک بخاری غوطه وری PTFE 6 متری (حدود 20 فوت) ممکن است 2.5 کیلوگرم وزن داشته باشد، در حالی که یک بخاری قابل مقایسه با فولاد ضد زنگ تقریباً 10 کیلوگرم است. این تغییر می‌تواند به معنای تفاوت بین نیاز به بالابر، داربست ویژه یا جابجایی دو نفره برای نصب بخاری‌های بسیار طولانی برای مخازن عمیق یا حمام‌های آبکاری باشد.

و وزن به طور مستقیم بر قیمت حمل و نقل نیز تأثیر می گذارد. یک پالت ده بخاری PTFE می‌تواند 70٪ کمتر از تعداد معادل بخاری‌های غلاف فلزی{2}} وزن داشته باشد، که نرخ حمل و نقل را کاهش می‌دهد و حمل هوایی را به گزینه‌ای واقعی برای تعویض فوری تبدیل می‌کند.

محدودیت ها و ملاحظات
وزن کم بخاری های PTFE بسیار مطلوب است، با این حال چند احتیاط عملی وجود دارد که قابل ذکر است. PTFE یک ماده نسبتاً نرم نسبت به فلز است. غلاف سبک وزن به احتمال زیاد در هنگام جابجایی سخت بریده، ساییده یا سوراخ می شود. وزن کم بخاری می‌تواند به درمان معمولی کمک کند، اما بنابراین مهم است که روش‌های نصب باید بر حمل و نقل دقیق تأکید کنند، نه کشیدن بخاری روی لبه‌های ناهموار مخزن، و نه پا گذاشتن روی غلاف.

بخاری های PTFE نیز سبک تر هستند و ممکن است به اندازه گرم کننده های فلزی "قابل توجه" نباشند. این تصور گهگاه می‌تواند منجر به نگرانی‌هایی در مورد دوام شود، اما بخاری‌های PTFE که به درستی ساخته شده‌اند، زمانی که به‌درستی و با مزیت افزوده مقاومت شیمیایی بهبود یافته، بسیار بادوام هستند.

نتیجه گیری: وزن سبک طرح نصب را تسهیل می کند و پشتیبانی مورد نیاز را کاهش می دهد
چگالی PTFE (≈ 2.2 گرم بر سانتی متر مکعب) به طور قابل ملاحظه ای کمتر از مواد غلاف فلزی مانند فولاد ضد زنگ (≈8.0 گرم بر سانتی متر مکعب) است، بنابراین یک بخاری PTFE با همان اندازه حدود یک چهارم وزن معادل یک فلز خواهد داشت. این کاهش وزن مخصوصاً برای بخاری‌های طولانی‌تر اهمیت دارد، زیرا جابجایی و نصب سخت‌تر می‌شود.

بخاری‌های PTFE وزن سبکی دارند و به راحتی نصب می‌شوند و به یک اپراتور اجازه می‌دهند تا با آن‌ها کار کند، فشار و نیاز به پشتیبانی مکانیکی روی رینگ‌ها و براکت‌های مخزن را از بین می‌برد. قیمت حمل و نقل نیز پایین تر است. انتخاب مواد بخاری غوطه وری نیز بر سازگاری شیمیایی و عملکرد حرارتی و همچنین ملاحظات نصب عملی مانند وزن، سهولت حمل و نصب و نیازهای سخت افزاری تأثیر می گذارد. چگالی کم PTFE یک مزیت متمایز در کاربردهایی است که در آن تعویض مکرر بخاری، نصب بالای سر یا ساخت مخزن سبک وزن مورد نظر است.