چگونه یک بخاری PTFE را برای استفاده در مخزن تحت فشار (تا 5 بار) انتخاب کنیم؟

بخاری های غوطه وری PTFE بیشتر در مخازن روباز استفاده می شوند. اما هنگامی که فرآیند نیاز به یک ظرف مهر و موم شده و تحت فشار دارد که با چند بار کار می کند، بخاری به مرز فشار تبدیل می شود و باید به همین شکل ساخته شود. یک بخاری{2}}مخزن باز معمولی آن را قطع نمی‌کند. انتخاب واحد مناسب مستلزم درک تعامل فشار، دما و کیفیت مواد - و تمایل به همکاری با سازنده برای یک راه حل مناسب است.

چرا بخاری های استاندارد PTFE در مخازن تحت فشار خراب می شوند؟
غلاف PTFE فقط در معرض فشار محیط و سر استاتیک مایع در یک مخزن باز است. نقش اصلی بخاری انتقال گرما بدون نشتی الکتریکی یا خوردگی است. فشار خارجی به کل سطح خیس شده هیتر در یک مخزن تحت فشار (تا 5 بار یا 72 psi) اعمال می شود. اگر غلاف PTFE خیلی نازک باشد یا به خوبی نگهداری نشود، تحت فشار دیفرانسیل فرو می ریزد. از طرف دیگر، اگر مخزن توسط یک پتوی گاز تحت فشار قرار گیرد و داخل بخاری به اتمسفر تخلیه شود، غلاف باید در برابر بادکنک به بیرون مقاومت کند.

نقطه نفوذی که بخاری از دیواره مخزن یا فلنج عبور می کند نیز یک مسیر نشت بالقوه است. اتصالات فشاری معمولی یا غده باز فشار را نگه نمی دارند. مجموعه کامل-غلاف، آب بندی، فلنج و پایانه الکتریکی-باید به عنوان یک جزء حاوی فشار در نظر گرفته شود.

چالش های اصلی طراحی برای خدمات تحت فشار
1. غلاف تقویت شده از PTFE
PTFE یک پلیمر نسبتا نرم است که مقاومت مکانیکی پایینی دارد، به ویژه در دماهای بالا. استحکام کششی PTFE در 20 درجه حدود 20 تا 30 مگاپاسکال است، اما با افزایش دما به طور چشمگیری کاهش می یابد. در دمای معمولی پردازش 80-100 درجه، ماده بیش از نیمی از استحکام خود را از دست می دهد. بنابراین، درجه فشار یک بخاری PTFE تابعی از دما و هندسه غلاف است.

برای سرویس دهی تا 5 بار، غلاف باید در مقایسه با طرح مخزن باز، گهگاه 50 تا 100 درصد تقویت شود. گاهی اوقات، یک توری فلزی یا آستر فلزی سوراخ شده همراه با PTFE برای ارائه پشتیبانی مکانیکی و در عین حال حفظ مقاومت شیمیایی، به آن غلاف تقویت شده گفته می شود. PTFE جلوگیری از خوردگی را فراهم می کند و تقویت کننده بار فشار را تحمل می کند.

2. مهر و موم ترمینال فشار بالا
مهر و موم بین غلاف PTFE و فلنج نصب باید هرمتیک و دارای فشار نامی باشد. یک حلقه O- یا واشر با نوسانات فشار چرخه ای و دما کار نمی کند. دو راه حل رایج عبارتند از:

مهر و موم های PTFE با انرژی فنری-: ژاکت PTFE با فنر فلزی داخلی که از طریق انبساط و انقباض حرارتی نیروی آب بندی ثابتی را در برابر سوراخ فلنج ایجاد می کند.

واشرهای تقویت شده با فلز: یک واشر کامپوزیتی (به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ با روکش PTFE) که بی اثری شیمیایی و استحکام مکانیکی را ترکیب می کند.

اگر از حد ماده آب بندی فراتر رفت، آب بند باید طوری قرار گیرد که در معرض دمای کامل فرآیند قرار نگیرد. در بسیاری از تنظیمات، منطقه خنک با گسترش ناحیه گرم نشده غلاف در بالای سطح مایع و دور از فلنج تشکیل می‌شود.

3. نامی فشار فلنج نصب
فلنجی که به نازل مخزن وصل می شود باید مطابق با استاندارد مخزن تحت فشار مناسب مانند ASME B16.5 برای فلنج های برآمده صورت یا مفصل حلقه ساخته شود. با این حال، یک فلنج فلزی معمولی را نمی‌توان مستقیماً با PTFE برای بخاری تحت فشار قالب‌گیری کرد. در عوض، سازنده عموماً از یک فلنج فلزی (فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی با پوشش یا پوشش PTFE) استفاده می کند که برای دریافت غلاف PTFE و آرایش مهر و موم ماشین کاری می شود. کلاس فشار فلنج باید برابر یا بیشتر از فشار طراحی مخزن در حداکثر دمای کارکرد باشد.

در مورد مخازن تحت فشار، بخاری جزء تجهیزات تحت فشار است و تحت قوانین مشابه مخزن قرار می گیرد. اتصال فلنجی که تحت فشار نشت می کند یا منفجر می شود یک مشکل ایمنی جدی است، به خصوص در مورد سیالات داغ و خورنده.

4. جعبه اتصال و ورودی برق
اگر جعبه اتصال سیم‌کشی بخاری در ارتباط مستقیم با سیال فرآیند باشد، ممکن است لازم باشد برای فشار داخلی مخزن درجه‌بندی شود. یک منطقه سرد طولانی، یک کشش طولانی گرم نشده از غلاف PTFE که بالای نازل مخزن گسترش می یابد، معمولاً برای جداسازی جعبه اتصال از ناحیه خیس شده استفاده می شود. این منطقه سرد به عنوان یک مانع حرارتی و فشار عمل می کند. سیم های الکتریکی از طریق یک مهر و موم هرمتیک (شیشه به فلز یا سرامیک) در بالای مجموعه بخاری، جایی که فشار کاهش یافته است، می روند.

سازنده همچنین ممکن است یک ورودی الکتریکی با رتبه‌بندی-فشار، برای محدوده فشار و دمای خاص ارائه کند. ورودی سیم باید درجه فشار مخزن را حفظ کند، یعنی هر اتصال مجرای نیز باید آب بندی شود.

فرآیند انتخاب - راهنمای گام به گام
انتخاب بخاری PTFE برای استفاده در مخزن تحت فشار یک فعالیت DIY نیست. این اطلاعات باید به سازنده ارائه شود تا طراحی ایمن و سازگار ایجاد شود.

مشخصات مورد نیاز
جزئیات پارامتر باید داده شود
حداکثر فشار کاری به عنوان مثال . 5 بار (گیج)
حداکثر دمای کار به عنوان مثال{2}} درجه
سیال فرآیند|ترکیب، pH، حلال های موجود
اندازه نازل مخزن و فلنج استاندارد به عنوان مثال DN80 PN16، ANSI 3 اینچ کلاس 150
توان مورد نیاز و چگالی وات کیلووات مورد نیاز، W/cm2
روش کنترل روشن/خاموش، SCR یا ترموستاتیک
پاسخ معمولی از سازنده
با توجه به مشخصات، سازنده:

ضخامت غلاف مورد نیاز را محاسبه کنید - PTFE ضخیم تر برای فشار بیشتر. ممکن است یک طرح تقویت شده توصیه شود.

بسته به فشار و دما، نوع مهر و موم را انتخاب کنید.

فلنج را مشخص کنید - فلنج فلزی مناسب (معمولاً فولاد ضد زنگ) با یک صفحه برجسته یا شیار RTJ حفر شده برای قرار دادن غلاف و مهر و موم PTFE.

منطقه سرد را طراحی کنید - حداقل طول غلاف گرم نشده را بالاتر از حداکثر سطح مایع ارائه دهید تا فلنج و آب بندی به اندازه کافی خنک بماند تا عملکرد قابل اعتمادی داشته باشد.

ارائه گواهی تست فشار: اکثر تولیدکنندگان مجموعه بخاری را به صورت هیدرواستاتیکی تا 1.5 برابر فشار نامی قبل از ارسال آزمایش می کنند.

چک لیست انتخاب تصمیم برای مخزن تحت فشار بخاری PTFE
هنگام ارزیابی یک تامین کننده یا توسعه مشخصات خرید باید نکات زیر بررسی شود:

حالت فشار و دما همزمان - هرگز فرض نکنید که بخاری با درجه حرارت 5 بار در دمای اتاق در 90 درجه کار می کند. سی.

درخواست یک غلاف تقویت‌شده - اگر فشار بیش از 2 بار یا دمای بالای 80 درجه است، به‌ویژه بپرسید که آیا غلاف تقویت‌کننده فلزی دارد یا ضخامت دیواره آن افزایش یافته است.

فلنج و مهر و موم نامی فشار را تأیید کنید - کلاس فشار فلنج (کلاس 150، کلاس 300، و غیره) و نوع مهر و موم چیست؟ مدارک آزمون را بخواهید.

نفوذ الکتریکی را بررسی کنید - بررسی کنید که ورودی سیم کشی مرز فشار حفظ شود. همه نصب ها ممکن است برای یک منطقه سرد کافی نباشد.

با سازنده مشورت کنید - سعی نکنید یک بخاری مخزن باز- را به سرویس تحت فشار تبدیل کنید. فقط منبعی را انتخاب کنید که در بخاری های PTFE با درجه فشار دارای تجربه باشد.

اصطلاح انتخاب مخزن تحت فشار بخاری PTFE یک تشخیص نهایی است که بخاری باید به عنوان یک جزء مخزن تحت فشار طراحی شود، نه یک عنصر غوطه وری ساده.

خلاصه: تخصص اختیاری نیست
یک بخاری PTFE برای استفاده در یک مخزن تحت فشار (تا 5 بار) یک سفارش سفارشی است و شرایط فرآیند باید به طور کامل به سازنده افشا شود تا بتوان طراحی ایمن و سازگار را تولید کرد. هنگامی که شرایط مرزی تغییر می کند، اجزای استاندارد باید تغییر کنند. هر چیزی که در یک مخزن باز کار می کند، تحت فشار فرو می ریزد یا نشت می کند. با مشخصات مناسب فشار، دما، شیمی سیال و جزئیات فلنج، به علاوه یک سازنده واجد شرایط، یک راه حل حرارتی قابل اعتماد و ماندگار{4} قابل دستیابی است. کار فنی اضافی حداقل هزینه ای است که باید برای ایمنی فرآیند و مطابقت با مقررات پرداخت کرد.