Zašto biste trebali izbjegavati korištenje remena za žičano užad direktno na PFA grijaču tokom instalacije kako biste spriječili pucanje udubljenja?

Veliki PFA grijači, posebno dugi i teški grijači (2-3 m dužine, 10-20 kg težine) obično se podižu i postavljaju u rezervoar pomoću žičanih užadi ili lančanih dizalica od strane instalatera. Direktan kontakt između čeličnog užeta i PFA omotača uzrokuje lokalno visoko tlačno naprezanje. Kontaktna površina žičanog užeta (pojedinačne žice promjera 1-2 mm) je minimalna i stvara pritiske od 10-50 MPa pod težinom grijača. Granica tečenja pri pritisku PFA na sobnoj temperaturi je oko 12-15 MPa. Žičano uže čini udubljenja na površini PFA stvarajući trajnu deformaciju koja je vidljiva kao žljebovi ili oznake. Ova udubljenja osiguravaju koncentracije napona koje djeluju kao inicijacijska mjesta za pukotine tokom kasnijeg temperaturnog ciklusa ili izlaganja kemikalijama. Pukotine rastu od tačke depresije kroz PFA zid uzrokujući prijevremeni kolaps. Sigurna metoda je korištenje remenova od tkanine (najlonska ili poliesterska traka, minimalno 50 mm širine) ili podstavljenih greda za podizanje. Nikada nemojte dozvoliti bilo kakav kontakt žičanih užadi sa PFA. Terenski nalazi pokazuju da su grijači sa podignutim žičanim užetom imali 3-5x veće stope nastanka pukotina na mjestima udubljenja nego grijači koji su podignuti od tkanine.

Ponašanje udubljenja i razvoj pukotina
Kada žičano uže (prečnik 6 mm, struktura 6×19) nosi težinu grejača od 15 kg, sila se raspoređuje na kontaktne tačke. Kontaktna površina jednog omota je tipično 50-200 mm2. Napon pritiska je 0,5–3,0 MPa ispod granice popuštanja. Ali grijač ne ostaje statičan tokom podizanja. Ljuljanje, udarci i neravnomjerna raspodjela opterećenja stvaraju vršna lokalizirana naprezanja 3-10x prosjek. Prolazni udar (potres pri podizanju) od 50 kg na kontaktnu tačku žice od 1 mm 2 proizvodi 500 MPa-daleko više od tlačne čvrstoće PFA. PFA se plastično deformiše i ostavlja trajnu depresiju dubine 0,1-0,5 mm. Brza deformacija dovela je do očvršćavanja polimera na dnu udubljenja i mikropukotina. Zid je lokalno istanjen udubljenjem. Udubljenje od 0,3 mm u zidu od 2,0 mm smanjuje preostalu debljinu na 1,7 mm.

PFA nabubri i sabija se pri uzastopnom termičkom ciklusu (grijač isključen/uključen). Udubljenje je koncentrator naprezanja s teoretskim faktorom koncentracije napona (Kt) od 3-10, ovisno o oštrini udubljenja. Glatko udubljenje (Kt ≈ 3) povećava nazivno toplinsko naprezanje (2–4 MPa) na 6–12 MPa, približavajući se granici tečenja. Oštro udubljenje (Kt≈8) povećava napon na 16–32 MPa, što je više od granice popuštanja i dovodi do pojave pukotina. Pukotina se širi kroz debljinu zida od dna udubljenja obično u 100-1000 termičkih ciklusa. U hemijskom okruženju, lom je podstaknut pucanjem pod stresom okoline (ESC). Grijač koji može izdržati 10.000 ciklusa bez udubljenja mogao bi otkazati u 500 ciklusa ako bi imao udubljenje žičanog užeta.

Ispravni načini podizanja
Metoda podizanja Kontaktni pritisak (tipično, MPa) Rizik od udubljenja Brzina nastanka pukotine (u poređenju sa platnenom remenom) Preporučeno za Vas
Wire rope sling (6 mm) straight 10-50 (immediate), >100 na kontaktuVrlo visoko 3-5× više Nikad
Remen od žičanog užeta sa gumenim crevom (10 mm zid) 2–5 Srednje (crijevo se stisne, ali žica može prorezati) 2–3× veća Samo privremeno
Direktna lančana remena 20–100Vrlo visoka 5–8 puta veća Nikada Najlonska remena (širina 25 mm) 0,5 – 1,0 Niska 1,0× (osnovna) malo lagano zagrijavanje
Najlonska traka (širina 50 mm) 0,2–0,5Vrlo niska 0,8-1,0xStandardna za većinu grijača
Specijalna podstavljena greda za podizanje<0.1 Negligible <0.5×Heavy, long, or crucial heaters
Vakuumska podmetača za podizanje br. (nije u kontaktu) Nema 0× Samo ravni glatki dijelovi
Remen od tkanine, PTFE ili PFA presvučen 0,2–0,5Vrlo nisko 0,8–1,0× Hemijska postrojenja (izbjegavajte kontaminaciju)
Inspekcija i sanacija
Pažljivo provjerite plašt prije ugradnje ako je PFA grijač podignut privezicama za žičano užad. Koristite povećanje od 5-10 x i jako svjetlo. Traži:

Vidljiva udubljenja ili žljebovi (pomičite vrhove prstiju po površini, udubljenja su opipljiva)

Izbjeljivanje stresa (bijele ili mutne mrlje oko udubljenja uzrokovane mikropukotinama)

Podignuti neravnini ili istisnuti materijal na rubu udubljenja

Svako oštećenje veće od 0,2 mm ili izbjeljivanje pod stresom je razlog za odbijanje grijača. Grijač s minimalnim površinskim oznakama (dubine 0,1 mm, bez izbjeljivanja) može biti prikladan za usluge niskog stresa (<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).

Dvije metode sanacije smanjuju rizik u odsustvu odbacivanja: (1) Ispolirajte područje udubljenja finim brusnim papirom (400-600 zrnatosti) kako biste uklonili napregnuto izbjeljivanje i glatke grube ivice. Poliranje plitko (dubina reza < 0,1 mm). (2) Stavite komad PFA ili PTFE trake na udubljenje da služi kao sekundarna barijera. Nijedna sanacija ne vraća punu snagu. Grijač je pod povećanim rizikom.

Terenska istraživanja
Šest identičnih PFA grijača (2,5 m dužine, 12 kg, 2,0 mm zida) stavljeno je u šest rezervoara za polaganje u hemijskoj kompaniji. Tri grijača su podignuta pomoću najlonskih traka (širina 50 mm). Na zahtjev instalacije tri grijača su podignuta žičanim užadima (prečnik 10 mm). Svi grejači su radili na 85 stepeni u 15% H2SO4 sa dnevnim termičkim ciklusom (25 stepeni do 85 stepeni). Nakon 18 mjeseci, sva tri grijača podignuta žičanim užetom pokazala su pukotine na područjima udubljenja što je potvrđeno padom otpora izolacije (<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. Objekat je promijenio način ugradnje kako bi spriječio korištenje priveznica od žičane užadi i nametnuo upotrebu priveznica od tkanine za sve instalacije PFA grijača. Stopa neuspjeha pala je na skoro nulu.

Zaključak: PFA remenice za užad nisu dozvoljene
Priveznice za užad ne smiju biti u direktnom kontaktu s PFA grijačem tokom instalacije. Visok lokalizirani tlačni napon (10-100+ MPa) uzrokuje trajna udubljenja koja djeluju kao koncentratori naprezanja koji smanjuju vijek trajanja toplinskog ciklusa za 70-90% i iniciraju pukotine koje se šire kroz zid. Nikada nemojte koristiti platnene trake (najlonske ili poliesterske trake, minimalne širine 50 mm) ili podstavljene grede za podizanje. Tamo gdje ograničenja prostora zahtijevaju upotrebu žičanog užeta ili lančanih remena, remen treba biti podstavljen gumenom ili silikonskom podstavom, debljine najmanje 10 mm, a napetost svedena na minimum. Čak i sa podstavom, provjerite ima li udubljenja prije ugradnje. Ne isplati se riskirati grijač od 1000 za remen od 20 žica. Način ugradnje je jednako važan za vijek trajanja grijača kao i specifikacija materijala. Uključite metode podizanja u dokumente o nabavci i obučite instalatere nekoliko minuta njege u vrijeme instalacije štedi mjesecima nepotrebnog zastoja. Žičano uže i PFA ne idu zajedno. Ako ostavi trag, to znači da je grijač osuđen na rano kvar.