דילמת הפינוי
צינור PTFE בסליל טבילה מחומם-מתרחב כ-1.6 מ"מ לכל מטר אורך כאשר הוא מחומם מ-25 מעלות ל-140 מעלות. אם הצינור מוגבל היטב בחור צלחת תמיכה, התרחבות זו חסומה. הצינור נצמד בין התומכים. אם החור רופף מדי, הצינור משקשק תחת תנודות- שנגרמו ברעידות, והפרעות שנוצרו נשחקות דרך דופן הצינור בנקודת המגע של התמיכה.
קוטר חור צלחת התמיכה ביחס לקוטר החיצוני של הצינור הוא פרמטר עיצובי פשוט מטעה עם השלכות מכניות מורכבות. חזק מדי, ומתח תרמי מצטבר. רופף מדי, והבלאי הרטט מאיץ. המרווח האופטימלי מתאים להתרחבות תרמית ללא הפרעה תוך הגבלת משרעת התנועה המושרה- של רטט.
עבור מחליפי חום PTFE, המרווח האופטימלי שונה מהערכים הסטנדרטיים המשמשים למחליפים מתכתיים מכיוון של-PTFE יש מקדם התפשטות תרמית גבוה יותר ומודול אלסטי נמוך יותר. מה שעובד עבור נירוסטה או טיטניום לא עובד עבור פלואורפולימרים.
דרישת פינוי הרחבה תרמית
קוטר החור המינימלי חייב לחרוג מהקוטר החיצוני של הצינור בטמפרטורת הפעולה המקסימלית. הצינור מתרחב הן רדיאלית והן צירית בעת חימום.
התרחבות רדיאלית של צינור PTFE בגודל 10 מ"מ מחומם מ-25 מעלות ל-140 מעלות היא בערך 0.14 מ"מ. קוטר החור חייב להיות לפחות OD הצינור החם בתוספת מרווח הזזה כדי למנוע כריכה.
מרווח ההזזה אחראי לסבולות ייצור הן ב-OD והן בזיהוי החור, בתוספת כל חוסר יישור בין לוחות התמיכה. עבור PTFE, קצבה נוספת מתייחסת למקדם ההתפשטות התרמית הגבוה יותר של החומר ביחס לחומר לוחית התמיכה. אם לוח התמיכה הוא גם PTFE, החור מתרחב באותו קצב כמו הצינור, והמרווח נשאר קבוע. אם לוחית התמיכה היא PVDF או מתכת עם מקדם התפשטות שונה, המרווח משתנה עם הטמפרטורה.
טבלה 1: מרווחים מומלצים לחורים בלוחית התמיכה עבור צינורות מחליף חום מסוג PTFE
| צינור OD (מ"מ) | חומר לוחית תמיכה | קוטר חור מומלץ (מ"מ) | מרווח קוטר (מ"מ) | פינוי כ-% מ-OD של הצינור | הערות יישום |
|---|---|---|---|---|---|
| 8 | PTFE | 8.8-9.0 | 0.8-1.0 | 10-12.5% | סטנדרטי עבור אמבטיות דוממות או נסערות קלות |
| 10 | PTFE | 10.8-11.0 | 0.8-1.0 | 8-10% | מטרה כללית |
| 12 | PTFE | 13.0-13.2 | 1.0-1.2 | 8-10% | קוטר גדול יותר; קשיחות גבוהה יותר |
| 10 | PVDF | 11.2-11.5 | 1.2-1.5 | 12-15% | PVDF מתרחב פחות מ-PTFE; הפינוי עולה בטמפרטורה |
| 10 | מתכת (עם שרוול PTFE) | 11.5-12.0 (מזהה שרוול) | 1.5-2.0 | 15-20% | תמיכת מתכת; שרוול PTFE מספק משטח חיכוך- נמוך |
| 10 (שירות נסער) | PTFE | 10.8-11.0 | 0.8-1.0 | 8-10% | אותו מרווח אבל מרווח תמיכה מופחת |
הסחר בלבוש רטט-כבוי
מרווחים רופפים יותר מאפשרים תנועת צינור גדולה יותר בתוך חור התמיכה. תחת רטט המושרה-, הצינור מתנודד ומגע עם קצה החור בכל מחזור. המגע החוזר שוחק חומר הן מהצינור והן מלוח התמיכה-תהליך שנקרא עצבנות.
קצב הבלאי תלוי בכוח המגע, משרעת ההזזה וזוג החומרים. PTFE-on-PTFE שפיר יחסית מכיוון ששני המשטחים הם מאותו חומר ומקדם החיכוך הנמוך מגביל מתח משיק. עם זאת, לאורך שנים של ערבול מתמשך, אפילו PTFE-על- PTFE יכול לייצר דילול דופן מדיד בנקודות תמיכה.
משרעת הרטט נשלטת על ידי המרווח הלא נתמך בין לוחות התמיכה, לא על ידי מרווח החורים. מרווח תמיכה קרוב יותר מפחית משרעת בצורה יעילה יותר מאשר הידוק מרווחים. הגישה המומלצת היא לשמור על מרווח ההתפשטות התרמית ולהקטין את מרווחי התמיכה אם רטט מעורר דאגה, במקום להדק את המרווח כדי להגביל את התנועה על חשבון קשירה תרמית.
מוסיף שרוולים להגנה מפני שחיקה
עבור יישומים עם רעידות קשות או חלקיקים שוחקים באמבטיה, ניתן להרכיב את חורי לוחית התמיכה בתוספות שרוולי PTFE להחלפה. התוסף מספק את אותו משטח חיכוך נמוך- כמו לוחית PTFE מוצקה, אך ניתן להחלפה בעת שחיקה, ומגן על הצינור ממגע ישיר עם מבנה התמיכה.
התוסף מעוצב עם התאמה של הפרעות בצלחת התמיכה והתאמה של מרווח על הצינור. החלפה במהלך תחזוקה מתוכננת משחזרת את המרווח המקורי מבלי להחליף את כל לוחית התמיכה או את צינורות מחליף החום.
תַקצִיר
מרווח חור צלחת התמיכה האופטימלי עבור צינורות מחליף חום PTFE הוא 0.8-1.0 מ"מ קוטר עבור צינורות OD 8-10 מ"מ בפלטות תמיכה של PTFE. זה מספק מרווח הולם להתפשטות תרמית ללא הפרעה תוך הגבלת משרעת הרטט לרמות המייצרות שיעורי שחיקה מקובלים לאורך חיי הציוד.
שחיקה ברטט נשלטת בצורה יעילה יותר על ידי צמצום מרווחי התמיכה מאשר על ידי הידוק מרווחים מתחת לדרישת ההתפשטות התרמית. עבור תנאי שירות חמורים, תוספות שרוול PTFE הניתנות להחלפה מגנים על פני הצינור מפני בלאי מגע ישיר.
המלצות הנדסיות לתכנון לוחות תמיכה ביישומי מחליפי חום ספציפיים של PTFE זמינות עם הגשת ממדי הצינור, טווח טמפרטורת ההפעלה, סוג ועוצמת התסיסה וחיי השירות הצפוי של הציוד.
