תבנית סדק הקצה
מתקן לעיבוד כימי מפעיל לוחות חימום PTFE עם תושבות הרכבה קשיחות בשני הקצוות. לאחר 18-24 חודשים, מופיעים סדקים בקצוות הצלחת ליד נקודות ההרכבה. הסדקים מתפשטים פנימה 10-15 מ"מ ואז נעצרים, ויוצרים מראה "מחורץ" ייחודי. לוחות עם תושבות צפות באותו שירות לא מראים סדקים בקצה לאחר 5+ שנים. ההרכבה הקבועה מגבילה התרחבות תרמית, ומרכזת את הלחץ בקצוות שבהם הצלחת מוחזקת קשיחה. פיצוח קצוות כתוצאה מהגבלת התפשטות תרמית ניתנת לחיזוי ולמניעתה.
מנגנון הגבלת ההרחבה
PTFE מתרחב בערך פי 10 יותר מאשר סוגריים מתכתיים. צלחת 600 מ"מ ב-85 מעלות מתרחבת בערך 4.5 מ"מ. כאשר שני הקצוות קבועים, התרחבות זו מוגבלת, ויוצרת מתח לחיצה המתרכז בקצוות הצלחת. גודל הלחץ תלוי בהפרש הטמפרטורה ובאורך הלוח. סדקי קצה מתחילים בפינה שבה PTFE פוגש את תושבת ההרכבה, ואז מתפשטים בניצב לכיוון הלחץ-בדרך כלל פנימה מהקצה. הסדק עשוי להיעצר לאחר 5-15 מ"מ אם הלחץ יורד מתחת לסף ההתפשטות.
| עליית טמפרטורה | הרחבה (צלחת 600 מ"מ) | מתח בקצוות קבועים | זמן ל-Edge Cracking |
|---|---|---|---|
| 40 מעלות (25-65 מעלות) | 2.4 מ"מ | לְמַתֵן | 4-5 שנים |
| 60 מעלות (25-85 מעלות) | 3.6 מ"מ | גָבוֹהַ | 2-3 שנים |
| 80 מעלות (25-105 מעלות) | 4.8 מ"מ | גבוה מאוד | 1-2 שנים |
| 100 מעלות (25-125 מעלות) | 6.0 מ"מ | קרִיטִי | <1 year |
פתרון הר צף
תושבות צפות מאפשרות התרחבות תרמית ללא מגבלה-הצלחת מוחזקת במקומה, אך יכולה להחליק לרוחב כשהיא מתרחבת, ולבטל מתח לחיצה. תושבות קבועות בשני הקצוות יוצרות סיכון פיצוח גבוה מאוד עם חיי שירות של 1.5-2.5 שנים. קצה אחד קבוע עם חריץ אחר מספק הקלה חלקית עם חיים של 3-4 שנים. שני קצוות צפים או תושבות קפיציות מספקות קצבת התרחבות מלאה עם חיי שירות של 5-7 שנים. מתקן המשתמש בתושבות מחורצות הרחיב את תחילת פיצוח הקצוות מ-18 חודשים ל-4 שנים עם קצבת תנועה של 3-4 מ"מ בלבד.
איתור וניטור
בדיקה חזותית מגלה סדקים בקצה בקצה הצלחת היכן שהוא פוגש את התושבת. עדשה מגדילה לוכדת סדקים בקו השיער לפני ההתפשטות. הדמיה תרמית עשויה להראות טמפרטורה מעט גבוהה יותר באזור הפיצוח עקב העברת חום מופחתת. סדקים בקו השיער מעידים על התפתחות מתח ומחייבים ניטור מוגבר. סדקים גלויים של 1-5 מ"מ מאותתים על מתח משמעותי הדורש תכנון החלפה. סדקים העולים על 5 מ"מ מצביעים על נזק מתקדם הדורש החלפה מיידית ושינוי סוגר.
כאשר פיצוח קצוות מצביע על בעיות עמוקות יותר
פיצוח קצוות בנקודות ההרכבה מצביע על כך שהצלחת כולה תחת לחץ-הקצה הוא בדיוק המקום שבו הלחץ מתבטא ראשון. לוחות עם סדקי קצוות לאחר 18 חודשים בדרך כלל נכשלים מסיבות אחרות ב-30 חודשים, גם אם סדקי קצוות אינם מתפשטים. הלחץ השפיע על כל מבנה הצלחת. מתקן שעוקב אחר דפוס זה מצא שלצלחות עם סדקי קצה לאחר 24 חודשים היו שברי מאמץ פנימיים הנראים בניתוח חתך -, המאשר את הקשר בין נזקי קצה גלויים למתח של חומר בתפזורת.
המלצות מעשיות לתיקון מחדש
עבור התקנות חדשות, מומלץ בחום תושבות צפות-העלות הנוספת מוחזרת באמצעות חיי שירות ארוכים. יש להרכיב תושבות קבועות קיימות בסוגריים מחורצים, שינוי בעלות נמוכה-המפחית משמעותית את פיצוח הקצוות. עבור שירות-בטמפרטורה גבוהה מעל 85 מעלות, תושבות צפות הן חיוניות שכן התפשטות תרמית יוצרת לחץ שתושבות קבועות לא יכולות להכיל. התקנות מוגבלות בשטח- נהנות מתליות מחורצות עם אורך חריץ מרבי-לפחות 5 מ"מ עבור שירות של 85 מעלות. עלות השיפוץ המחודשת היא בדרך כלל 5-10% מעלות צלחת חדשה וניתן לבצע אותה במהלך החלפת צלחת. מתקן שהרכיב 12 לוחות דיווח על פיצוח הקצוות בוטל לחלוטין, עם חיי שירות שנמשכים בין שנתיים ל-5+ שנים. עלות התיקון הושבה תוך 18 חודשים מהחלפת הפלטה הראשונה. נתונים אלה מאשרים שאילוץ התפשטות-לא התקפה כימית או השפלה תרמית - הוא הגורם העיקרי לסדיקה בקצוות ברוב התקנות לוחות החימום של PTFE.
