כיצד לבחור אטמים למחליף PTFE בוואקום מחזורי-שירות לחץ?

תהליך המתחלף בין משיכת ואקום קשה לדחיפת מספר בר של לחץ הוא בדיקת עינויים לאטם מחליף חום. החותם נשאב כל הזמן פנימה ונדחק החוצה, עובד כמו דיאפרגמה. אטם אלסטומר פשוט ורך ייסחט במהירות ממקומו או לא ישחזר את צורתו. עבור מחליף חום PTFE המטפל בכימיקלים אגרסיביים בתנאים מחזוריים כאלה,בחירת אטם מחליף PTFE לחץ ואקום מחזוריהשירות הופך להחלטת אמינות קריטית. אטם שגוי מוביל לדליפות, אובדן שלמות הוואקום והשבתה לא מתוכננת.

מנגנוני כשל תחת ואקום מחזורי-לחץ

חשוב להבין כיצד אטמים מתנהגים תחת משטרי לחץ מתחלפים לפני בחירת פתרון.

תחת ואקום

כאשר צד התהליך נמשך לתוך ואקום קשה (בדרך כלל מתחת ל-10 mbar אבסולוטי), הלחץ האטמוספרי בצד החיצוני של האוגן מאלץ את האטם פנימה. אטם רך ולא דחוס עלול להישאב חלקית לתוך פתח הציוד או למרווח האוגן. תזוזה זו פנימה יכולה לגרום ל:

אובדן מתח לחיצה על פני האיטום

דפורמציה קבועה או זרימה קרה של חומר האטם

נתיב דליפת ואקום לאורך מזהה האטם

תחת לחץ

כאשר התהליך בלחץ (למשל, מד 3-6 בר), הלחץ הפנימי פועל לדחוף את האטם החוצה. אם האטם אינו מרוסן באופן מכני, הוא יכול לצאת לתוך מרווח האוגן בין חורי הברגים. שחול מוביל ל:

דילול האטם ב-OD

אובדן מגע איטום

התפרצות פתאומית או בכי הדרגתי

אפקט מחזורי משולב

האופי המתחלף של ואקום ולחץ גורם לאטם לנוע קדימה ואחורה עם כל מחזור. הגמישה המחזורית הזו עובדת על חומר האטם, מאיץ עייפות, זחילה והרפיה. אטם המסתמך אך ורק על התאוששות אלסטית מחומר רך ייקח בסופו של דבר סט קבוע ויאבד את יכולת האיטום.

סוגי אטמים מתאימים עבור מחליפי PTFE

עבור מחליף חום PTFE, תאימות כימית לנוזל התהליך חשובה ביותר. PTFE עצמו הוא המדד לעמידות כימית אוניברסלית. לכן, כל חומר אטם הנוגע בתהליך חייב להיות PTFE או פרפלואורופולימר אחר, או להיות מכוסה במלואו.

ספירלה-אטמים עם מילוי PTFE

אטמי פצע ספירליים- הם אפשרות בשימוש נרחב ועמיד מאוד. הם מורכבים מפיתול מתכתי בצורת -V (בדרך כלל פלדת אל חלד 316L) המשולבת בחומר מילוי רך יותר. עבור שירות מחליף PTFE, חומר המילוי הוא גרפיט גמיש או, בדרך כלל, סרט PTFE בתולי. פיתול המתכת מספק קפיצי-גב וחוזק מבני, בעוד שמילוי ה-PTFE מציע אינרציה כימית.

יתרונות:

עמידות מעולה בלחץ מחזורי

זמין במידות סטנדרטיות עבור-פנים או לשון-ו-אוגנים מוגבהים

עמידות טובה בפני ואקום (בתנאי שהפיתול דחוס מספיק)

חסרונות:

טבעות ההנחיה החיצוניות והפנימיות (אם קיימות) עשויות להיחשף לתהליך, מה שמצריך בחירת חומר קפדנית

מילוי PTFE רך ויכול לזרום בקור אם הוא דחוס יותר מדי.-

אטם מעטפת PTFE עם ליבת נירוסטה גלית

לשירות הלחץ המחזורי- התובעני ביותר במחליף PTFE, הפתרון המעולה הוא אטם מעטפת PTFE עם ליבה פנימית מפלדת אל חלד גלית. סוג אטם זה תוכנן במיוחד כדי לשלב את האינרטיות הכימית של PTFE עם הקפיץ המכני- האחורי של המתכת.

בְּנִיָה:ליבת נירוסטה דקה, גלית (או מחוררת) -בדרך כלל 316L- מכוסה במלואה בתוך מעטפת PTFE חלקה או מרותכת. הגלים פועלים כקפיצי עלים מרובים, ומספקים התאוששות אלסטית אחידה על פני האיטום. מעטפת ה-PTFE, בדרך כלל בעובי 0.3-0.5 מ"מ, מתקשרת עם פני האוגן ונוזל התהליך, מה שמבטיח אפס קורוזיה או זיהום.

מדוע זה עובד תחת ואקום-מחזורי:ליבת הפלדה מספקת את ה"קפיץ-גב המכני וחוזק מבני כדי לעמוד בוואקום ובלחץ. תחת ואקום, כוח הקפיץ מהגליות דוחף את מעטפת ה-PTFE החוצה, שומר על מגע עם פני האוגן ומונע יניקה פנימה. תחת לחץ, ליבת הפלדה המוצקה מתנגדת לשחול ומפזרת את עומס הבורג באופן שווה. האטם מתנהג כמו מפוח וחוזר כל הזמן לעוביו המקורי לאחר כל תנועת לחץ.

דרישת התקנה:סוג אטם זה חייב להיות מותקן בעיצוב לשון-ו-חריץ או אוגן זכר-נקבה. סוגי אוגנים אלה מספקים בלימה חיובית על ידי הגבלת הרווח הרדיאלי שאליו יכול האטם לצאת החוצה. אוגנים שטוחים- עם פנים מורמות אינם מספיקים מכיוון שמעטפת ה-PTFE הרכה עדיין ניתנת לדחיפה הצידה תחת לחץ מחזורי גבוה. אוגן לשון-ו-חריץ מעוצב כהלכה עוטף את האטם במלואו, מה שהופך את הנשיפה לכמעט בלתי אפשרית.

שיקולי עיצוב אוגן וגימור פני השטח

האוגן עצמו ממלא תפקיד קריטי בביצועי האטם תחת לחץ ואקום מחזורי-.

סוג אוגן:כפי שצוין, לשון-ו-חריץ או זכר-נקבה מועדפים מאוד. עיצובים אלה מגבילים פיזית את האטם, ומונעים משיכה של ואקום פנימה ושחול החוצה. אם האוגנים הקיימים מורמים-בפנים, התאמה לאחור עם אטם בעל טבעת מתכת פנימית וחיצונית אינטגרלית (לדוגמה, ספירלה-מתפתלת עם טבעות פנימיות וחיצוניות) יכולה לספק מעט בלימה, אבל לשון מלאה-ו-חריץ עדיפים.

גימור משטח אוגן:מעטפת ה-PTFE דורשת גימור משטח חלק כדי לאטום ביעילות, בדרך כלל 32–64 מיקרון Ra (0.8–1.6 מיקרומטר Ra). עם זאת, הגימור חייב להיות גם מספיק "אחיזה" כדי למנוע ממעטפת ה-PTFE לזחול החוצה בלחץ. גימור משונן (קונצנטרי או ספירלה) עם חספוס מבוקר (למשל, 125-250 מיקרון Ra עבור התבנית המשוננת) מצויין לעתים קרובות. ה-PTFE זורם לתוך השננים, ויוצר שילוב מכני המתנגד לתנועה צידית.

התקנה ובקרת מומנט

התקנה נכונה חשובה כמו בחירת האטם. עבור אטמי מעטפת PTFE:

יש לשלוט בקפידה על מומנט הבורג ולהפעיל אותו בתבנית כוכבים

מומנט יתר- דוחס יתר על המידה את מעטפת ה-PTFE, גורם לזרימה קרה ומפחית את אפקט הקפיץ של הליבה

תחת-מומנט מותיר מתח לחיצה לא מספיק כדי לשמור על האיטום תחת ואקום

מומלץ להפעיל-מומנט חוזר לאחר המחזור התרמי הראשון, מכיוון ש-PTFE נרגע תחת עומס ראשוני

השוואה של אפשרויות אטם עבור שירות ואקום מחזורי-

מסקנה: החותם כמרכיב הדינמי ביותר

בחירת אטם גמיש וחזק מבחינה מכנית המיועד לפעילות המחזורית הספציפית היא המפתח לחיי שירות ללא-דליפות. עבור מחליף PTFE המטפל בכימיקלים אגרסיביים תחת ואקום ולחץ מתחלפים, אטם PTFE-עטוף,-מתכתי, המותקן בלשון מוגבלת-ו-חריץ מייצג את תקן הזהב. החותם הוא הרכיב הדינמי ביותר במכלול סטטי, ויש לבחור אותו באותה הקפדה כמו הצינורות. אטם שישרוד את מאה המחזורים הראשונים ללא תקלה, ככל הנראה ימשיך לאלפים-בתנאי שעיצוב האוגן, גימור פני השטח ומומנט ההתקנה יבוצעו כהלכה. כאשר יש ספק, ליבת הנירוסטה הגלית מתחת למעטפת PTFE מספקת את הקפיץ-לגב אותו דורש מחזור הלחץ של ואקום.