Zakaj bi se morali med namestitvijo izogibati uporabi zank za žične vrvi neposredno na grelniku PFA, da preprečite pokanje zaradi vdolbine?

Velike grelnike PFA, zlasti dolge in težke grelnike (2–3 m dolge, 10–20 kg teže), monterji običajno dvignejo in namestijo v rezervoar z zankami iz žične vrvi ali verižnimi dvigali. Neposredni stik med jekleno vrvjo in PFA plaščem povzroči lokalno visoko tlačno napetost. Stična površina žične vrvi (enojni prameni s premerom 1-2 mm) je minimalna in pod težo grelnika ustvarja pritisk 10-50 MPa. Tlačna trdnost tečenja PFA pri sobni temperaturi je okoli 12-15 MPa. Žična vrv naredi vdolbine na površini PFA, kar povzroči trajno deformacijo, vidno kot utori ali oznake. Te vdolbine zagotavljajo koncentracije napetosti, ki delujejo kot mesta iniciacije za razpoke med poznejšimi temperaturnimi cikli ali izpostavljenostjo kemikalijam. Razpoke rastejo od točke depresije skozi steno PFA in povzročajo prezgodnji propad. Varna metoda je uporaba zank iz blaga (najlonske ali poliestrske tkanine, širine najmanj 50 mm) ali oblazinjenih dvižnih tramov. Nikoli ne dovolite stika zank žične vrvi s PFA. Ugotovitve na terenu kažejo, da so imeli grelniki, dvignjeni z žično vrvjo, 3- do 5-krat višje stopnje nastanka razpok na mestih vdolbin kot grelniki, dvignjeni z zankami iz blaga.

Obnašanje vdolbin in razvoj razpok
Ko žičnata vrv (premer 6 mm, struktura 6×19) nosi težo 15 kg grelnika, se sila porazdeli po kontaktnih točkah. Kontaktna površina enega ovoja je običajno 50-200 mm2. Tlačna napetost je 0,5–3,0 MPa pod mejo tečenja. Toda grelnik med dviganjem ne miruje. Nihanje, udarci in neenakomerna porazdelitev obremenitev ustvarjajo najvišje lokalizirane napetosti, ki so v povprečju 3-10x. Prehodni udarec (dvižni sunek) 50 kg na stično točko pramena 1 mm 2 povzroči 500 MPa daleč nad tlačno trdnostjo PFA. PFA je plastično deformiran in pušča trajno vdolbino globine 0,1-0,5 mm. Hitra deformacija je povzročila delovno utrjevanje polimera na dnu vdolbine in mikrorazpok. Stena je zaradi vdolbine lokalno stanjšana. 0,3 mm vdolbina v 2,0 mm steni zmanjša preostalo debelino na 1,7 mm.

PFA nabrekne in se stisne pri zaporednem toplotnem ciklu (grelec izklopljen/vklopljen). Vdolbina je koncentrator napetosti s teoretičnim faktorjem koncentracije napetosti (Kt) 3–10, odvisno od ostrine udrtine. Gladka udrtina (Kt ≈ 3) poveča nazivno toplotno obremenitev (2–4 MPa) na 6–12 MPa in se tako približa meji tečenja. Ostra vdolbina (Kt≈8) poveča napetost na 16–32 MPa, kar je višje od meje tečenja in povzroči nastanek razpok. Razpoka se širi skozi debelino stene od dna vdolbine običajno v 100–1000 termičnih ciklih. V kemičnem okolju lom spodbuja napetostno razpokanje v okolju (ESC). Grelnik, ki bi lahko zdržal 10.000 ciklov brez vdolbine, bi lahko odpovedal v 500 ciklih, če bi imel udrtino na žični vrvi.

Pravilni načini dvigovanja
Metoda dviganja Kontaktni tlak (tipično, MPa) Tveganje za vdolbino Stopnja nastanka razpok (v primerjavi z zanko iz blaga) Priporočeno za vas
Wire rope sling (6 mm) straight 10-50 (immediate), >100 ob stiku Zelo visoko 3-5× višje Nikoli
Zanka za žično vrv z gumijasto cevjo (10 mm stena) 2–5 Srednje (cev se stisne, a žica lahko prereže) 2–3 × višja Samo začasno
Neposredna verižna zanka 20–100 Zelo visoka 5–8-krat višja Nikoli Najlonska zanka za mrežo (širina 25 mm) 0,5 – 1,0 Nizka 1,0 × (izhodiščna linija) majhno rahlo segrevanje
Najlonska mrežasta zanka (širina 50 mm) 0,2–0,5 Zelo nizka 0,8–1,0xStandardno za večino grelnikov
Poseben oblazinjen dvižni nosilec<0.1 Negligible <0.5×Heavy, long, or crucial heaters
Vakuumska dvižna podloga Št. (ni v stiku) Brez 0× Samo ravni gladki deli
Obloga iz tkanine, prevlečena s PTFE ali PFA 0,2–0,5 Zelo nizka 0,8–1,0 × Kemični obrati (izogibajte se kontaminaciji)
Inšpekcija in sanacija
Pred namestitvijo skrbno preverite plašč, če je bil grelnik PFA dvignjen z zankami iz žične vrvi. Uporabite 5–10-kratno povečavo in močno svetlobo. Iskanje za:

Vidne vdolbine ali utori (premaknite konice prstov po površini, vdolbine so otipljive)

Beljenje zaradi stresa (bele ali motne lise okoli vdolbine zaradi mikrorazpok)

Dvignjeni robovi ali premaknjeni material na robu udrtine

Vsakršna poškodba nad 0,2 mm ali stresno beljenje je razlog za zavrnitev grelca. Grelnik z minimalnimi površinskimi oznakami (0,1 mm globoko, brez beljenja) bi lahko bil primeren za nizko obremenitev (<80°C, no thermal cycling), but should be monitored. Any heater showing any visible indentation should be rejected for critical service. The cost of a replacement heater (500-2,000) is far less than the cost of a failure due to a wire rope dent (5,000-50,000 in downtime and product loss).

Dve metodi sanacije zmanjšata tveganje v odsotnosti zavrnitve: (1) Polirajte območje vdolbine s finim brusnim papirjem (zrnatost 400–600), da odstranite beljenje zaradi stresa in zgladite grobe robove. Plitvo poliranje (globina reza < 0,1 mm). (2) Na udrtino položite kos PFA ali PTFE traku, ki bo služil kot sekundarna pregrada. Nobena sanacija ne povrne polne moči. Grelnik je izpostavljen povečanemu tveganju.

Terenske raziskave
Šest enakih grelnikov PFA (dolžina 2,5 m, 12 kg, stena 2,0 mm) so dali v šest rezervoarjev za prevleko v kemičnem podjetju. Trije grelci so bili dvignjeni z uporabo najlonskih zank (50 mm širine). Na zahtevo inštalacije smo tri grelnike dvignili z zankami iz jeklene vrvi (premera 10 mm). Vsi grelniki so delovali pri 85 stopinjah v 15 % H2SO4 z dnevnim toplotnim ciklom (25 stopinj do 85 stopinj). Po 18 mesecih so vsi trije grelci, dvignjeni z žično vrvjo, pokazali razpoke na območjih vdolbin, kar potrjuje padec izolacijske upornosti (<10 MΩ) and ocular inspection. Two failed in a big way (ground fault). The three heaters, raised using nylon slings, were free of fractures and had an insulation resistance >200 MΩ. Objekt je spremenil način namestitve, da bi preprečil uporabo zank iz žične vrvi, in uvedel uporabo zank iz blaga za vse namestitve grelnikov PFA. Stopnja napak je padla skoraj na nič.

Zaključek: zanke za žične vrvi PFA niso dovoljene
Med namestitvijo obesi žične vrvi ne smejo biti v neposrednem stiku z grelnikom PFA. Visoka lokalizirana tlačna napetost (10-100+ MPa) povzroča trajne vdolbine, ki delujejo kot koncentratorji napetosti, ki skrajšajo življenjsko dobo toplotnega cikla za 70-90 % in sprožijo razpoke, ki se širijo skozi steno. Nikoli ne uporabljajte zank iz blaga (najlonske ali poliestrske tkanine, najmanjša širina 50 mm) ali oblazinjenih dvižnih tramov. Kjer prostorske omejitve zahtevajo uporabo žične vrvi ali verižne zanke, mora biti zanka podložena z gumijastim ali silikonskim polnilom, debeline najmanj 10 mm, napetost pa naj bo minimalna. Tudi pri oblazinjenju pred namestitvijo preverite vdolbine. Ni vredno tvegati grelnika 1000 za zanko za žično vrv 20. Način namestitve je prav tako pomemben za življenjsko dobo grelnika kot specifikacija materiala. Vključite metode dviganja v dokumentacijo o javnem naročilu in usposobite monterje Nekaj ​​minut nege v času namestitve prihrani mesece nepotrebnih izpadov. Žična vrv in PFA ne gresta zraven. Če pusti sledi, pomeni, da je grelec obsojen na zgodnjo okvaro.