בעיית התארכות החור
מתקן לעיבוד כימי מפעיל לוחות חימום PTFE ב-85 מעלות בשירות ניקל ללא חשמל. לאחר 18-24 חודשים, חורי ההרכבה בחלק העליון של הלוחות מוארכים בעליל-חורים עגולים הופכים לאבאליים עם הציר הארוך אנכי. הלוחות זזים כלפי מטה תחת המשקל שלהם. המעבר מלחיץ את כבלי החשמל, ובסופו של דבר גורם לכשל בחיבור. ההתארכות היא זוחלת - ה-PTFE זורם לאט תחת עומס מתמשך של משקלו.
זחילה בחורי הרכבה היא מצב כשל צפוי בשירות-בטמפרטורה גבוהה. חומר ה-PTFE הוא ויסקו אלסטי-הוא מתעוות תחת עומס מתמשך. העיוות מואץ עם הטמפרטורה והעומס.
מנגנון הזחילה
PTFE זוחל-מתעוות לאט תחת לחץ מתמשך. קצב הזחילה תלוי ברמת הלחץ, הטמפרטורה והזמן. חורי ההרכבה נמצאים במתח מתיחה קבוע ממשקל הצלחת ומכל עומס נוסף מהתפשטות תרמית. ב-85 מעלות, זחילת PTFE מהירה בערך פי 3-5 מאשר ב-60 מעלות. התארכות החור היא הביטוי הנראה לעין של זחילה בנקודת ריכוז הלחץ.
| טמפרטורת הפעלה | קצב זחילה ביחס ל-25 מעלות | זמן עד 10% התארכות חור | רמת מתח | השפעת חיי השירות |
|---|---|---|---|---|
| 50 מעלות | 2x | 8-10 שנים | נָמוּך | מִינִימָלִי |
| 65 מעלות | 4x | 4-6 שנים | לְמַתֵן | מַשְׁמָעוּתִי |
| 75 מעלות | 8x | 2-3 שנים | גָבוֹהַ | רַב סֶרֶן |
| 85 מעלות | 15x | 1-2 שנים | גבוה מאוד | קרִיטִי |
| 95 מעלות | 25x | <1 year | קיצוני | לא מקובל |
מקדם העומס
קצב הזחילה תלוי ברמת הלחץ-העומס חלקי באזור נושא העומס-. מכונות כביסה גדולות יותר מפזרות את העומס על שטח רב יותר, ומפחיתות את הלחץ. מכונות כביסה קטנות מרכזות את העומס ומגבירות את קצב הזחילה. שינוי פשוט ממכונות כביסה רגילות למכונות כביסה- גדולות יכול להפחית את קצב הזחילה ב-30-50% ללא כל שינוי אחר.
אסטרטגיות מניעה
מכונות כביסה גדולות: החלפת דסקיות רגילות (קוטר 16-20 מ"מ עבור ברגי M8) בדסקיות בעלות קוטר גדול (25-30 מ"מ) מפזרת את העומס על שטח גדול יותר. זה מפחית את הלחץ בשולי החור, ומאט את הזחילה. העלות היא פרוטות לצלחת. שינוי יחיד זה האריך את חיי חור ההרכבה מ-18 ל-36 חודשים במתקן אחד.
טען לוחות חלוקה: לוחית מתכת המשתרעת על מספר נקודות הרכבה מפזרת את העומס על פני כל אזור התושבת. הצלחת צריכה להיות בעובי של 2-3 מ"מ, עשויה מחומר עמיד לחומצה, ולכסות את כל רוחב התושבת. גישה זו מפחיתה את מתח החורים ב-60-80%, ומבטלת למעשה את ההתארכות.
אוגנים עבים יותר: ציון PTFE עבה יותר באוגן ההרכבה מפחית את הלחץ על החור. העובי הנוסף מגדיל את אזור נושא העומס- מסביב לחור. עובי אוגן של 10 מ"מ במקום 6 מ"מ מפחית את הלחץ ב-40%.
טמפרטורה-האצת זחילה קשורה
הזחילה תלויה מאוד בטמפרטורה-. הקשר Arrhenius אומר שכל עלייה של 10 מעלות מעל 50 מעלות מכפילה בערך את קצב הזחילה. זו הסיבה שזחילה היא לעתים נדירות בעיה ביישומי-טמפרטורות נמוכות, אך הופכת להיות קריטית מעל 70 מעלות. מתקן עם ניקל ללא חשמל ב-85 מעלות ראה התארכות חור ב-18 חודשים. אותן צלחות ב-65 מעלות במתקן אחר החזיקו מעמד 5 שנים.
איתור וניטור
בדיקה חזותית: החורים הופכים אליפסים בעליל. מד פשוט-הבורג צריך להחליק דרכו עם מרווח מינימלי-מזהה התארכות. כאשר המרווח עולה על 1.0 מ"מ, החור התארך באופן משמעותי.
העברת צלחות: הצלחת עשויה לצנוח או להזיז כלפי מטה תחת משקלה. זה נראה כמרווח לא אחיד בתחתית הצלחת או כלחץ על כבלי החשמל.
פתרונות מעשיים
תיקון לוחות קיימים: התקן דסקיות גדולות ולוחות חלוקת עומס. זהו שינוי-נמוך שניתן לבצע במהלך תחזוקה שוטפת.
רכש צלחת חדשה: ציין אוגנים עבים יותר (מינימום 10 מ"מ) ודסקיות גדולות. פרמיית העלות היא צנועה-בדרך כלל 5-10% מעלות הצלחת.
שירות-בטמפרטורה גבוהה: ציין לוחות גיבוי מנירוסטה מאחורי אוגן ה-PTFE. לוחית הגיבוי מחלקת את העומס ומונעת זחילה. צלחת הגיבוי מוסיפה 15-20% לעלות הצלחת אך מבטלת את ההתארכות לחלוטין.
כאשר יש צורך בהחלפה
כאשר החורים התארכו מעבר ל-2 מ"מ, יש להחליף את הצלחת. התפלגות המתח השתנתה, וההתארכות תאיץ. צלחת עם התארכות של 2 מ"מ לאחר 24 חודשים בדרך כלל נכשלת כתוצאה מקרע חור תוך 6-12 חודשים נוספים.
פרוטוקול ניטור
מדידה רבעונית של פינוי חורים מספקת זיהוי מוקדם. הבורג צריך להחליק עם מרווח של 0.2-0.5 מ"מ כשהוא חדש. במרווח של 1.0 מ"מ, הצלחת מראה זחילה משמעותית. ב-1.5 מ"מ, יש לתכנן החלפה. מדידת המדד הפשוטה אורכת 30 שניות לכל צלחת, אינה דורשת ציוד מיוחד ומספקת נתונים ברורים להחלטות החלפה. מתקנים המיישמים פרוטוקול זה ביטלו החלפות לא מתוכננות כתוצאה מכשל בחורי הרכבה.
