تهدید ترک نامرئی
منیفولدهای PTFE در مبدل های حرارتی بیشترین تنش های مکانیکی را در سیستم تجربه می کنند. انبساط حرارتی چرخه ای، فشار بخار، و گاه به گاه چکش آب تنش را در نفوذ لوله منیفولد، انتقال فلنج و نقاط اتصال پشتیبانی می کند. در طول هزاران چرخه حرارتی، میکرو-ترکها میتوانند در این غلظتهای تنش ایجاد شوند.
این ترکها در مراحل اولیه با چشم غیرمسلح نامرئی هستند-معمولاً 0.1-0.5 میلیمتر طول و عرض دهانه کمتر از 0.05 میلیمتر. نشتی ندارند. مبدل حرارتی به طور معمول کار می کند. اما تحت بارگذاری چرخه ای مداوم، ترک ها منتشر می شوند. ترکی که امروزه یک نقص سطحی بی ضرر است، در عرض چند ماه به مسیر نشتی از طریق دیوار تبدیل می شود.
آزمایش فشار استاندارد ترکهای{0}مرحله اولیه را تشخیص نمیدهد زیرا ترک هنوز به دیوار نفوذ نکرده است. بازرسی نافذ رنگ، که برای ویژگیهای سطحی منحصر به فرد PTFE تطبیق داده شده است، میتواند ترکهای شکسته-سطحی را در مراحل اولیه تشخیص دهد، و امکان تعمیر برنامهریزی شده را قبل از وقوع نشت فراهم میکند.
روش نافذ رنگ سازگار
آزمایش استاندارد نافذ رنگ، که برای فلزات ایجاد شده است، از یک-سطح-نفوذ کم کشش استفاده میکند که با اثر مویرگی در ترکهای سطحی نفوذ میکند. پس از مدت زمان ماندن، مازاد نافذ حذف میشود و توسعهدهنده، نافذ محبوس شده را از شکاف بیرون میکشد و آن را قابل مشاهده میکند.
PTFE یک چالش برای این روش است. انرژی سطحی پایین آن (18{4}}20 mN/m) در برابر خیس شدن توسط مواد نافذ معمولی مقاومت می کند. مهره های نافذ روی سطح به جای نفوذ به شکاف ها. یک نافذ استاندارد تست فلز به طور قابل اعتمادی ترک های PTFE را تشخیص نمی دهد.
این سازگاری از یک ماده نافذ فرمولهشده برای سطوح کم انرژی استفاده میکند که حاوی یک فلوروسورفکتانت است که کشش سطحی مایع-جامد را زیر آستانه خیس کردن PTFE کاهش میدهد. ماده نافذ روی سطح PTFE پخش می شود و با عمل مویرگی وارد ترک های ریز می شود. زمان ماندن به 30 تا 60 دقیقه افزایش می یابد تا امکان نفوذ به شکاف های محکم در یک ماده بدون کشش مویرگی فراهم شود.
جدول 1: روش نافذ رنگ سازگار برای اجزای مبدل حرارتی PTFE
| مرحله | روش استاندارد (فلزات) | رویه تطبیقی (PTFE) | منطق برای تغییر |
|---|---|---|---|
| تمیز کردن سطح | پاک کن حلال | شستشو با مواد شوینده + آبکشی + خشک کردن کامل | PTFE نیاز به حذف روغن ها و عوامل آزاد کننده دارد. حلال ممکن است بقایایی باقی بگذارد که از خیس شدن جلوگیری می کند |
| کاربرد نافذ | اسپری یا برس بزنید | کاربرد غوطه وری یا سیل؛ سطح مرطوب را حفظ کنید | اسپری ممکن است روی سطح{0}کم انرژی پوشش یکنواختی نداشته باشد |
| زمان سکونت | 5-30 دقیقه | 30-60 دقیقه در 20-30 درجه | زمان طولانی برای نفوذ در برابر جاذبه مویرگی کم PTFE |
| حذف اضافی | شستشو با آب یا حلال | شستشوی ملایم با آب؛ از اسپری{0}فشار بالا اجتناب کنید | سطح PTFE به راحتی خراشیده می شود. حذف تهاجمی ممکن است ترک ها را ببندد |
| برنامه توسعه دهنده | پودر خشک یا سوسپانسیون مرطوب | فقط توسعه دهنده پودر خشک؛ حداقل مالش | توسعه دهندگان مرطوب ممکن است به PTFE پایبند نباشند. پودر کنتراست را بدون برهمکنش سطحی ایجاد می کند |
| بازرسی | نور سفید یا UV (نفوذ فلورسنت) | نافذ فلورسنت UV به شدت توصیه می شود | نشانگر فلورسنت کنتراست بالاتری را در برابر پس زمینه PTFE سفید ایجاد می کند |
| تفسیر | نشانه های خطی > 1.5 میلی متر مرتبط در نظر گرفته می شود | هر نشانه خطی، صرف نظر از طول، مرتبط است | ترکهای اولیه-در PTFE خوب هستند. هر نشانه ای نیاز به ارزیابی دارد |
تفسیر مصنوعات ترک در مقابل سطح
سطوح PTFE حاوی علائم ماشینکاری، خطوط اکستروژن و گاهاً حفره های سطحی از تولید هستند. این ویژگیها میتوانند نافذ را به دام بیندازند و نشانههایی ایجاد کنند که ترکها را تقلید میکنند. تشخیص ترک های واقعی از ویژگی های سطحی خوش خیم نیاز به درک مورفولوژی ترک معمولی در PTFE دارد.
ترک های تنش واقعی در منیفولدهای PTFE خطی هستند و عمود بر جهت حداکثر تنش کششی هستند. در نفوذ لوله، ترک ها از لبه سوراخ به سمت بیرون تابش می کنند. در انتقال فلنج، ترک ها به صورت محیطی در امتداد شعاع قرار می گیرند. در نقاط پشتیبانی، ترک ها از لبه تماس منشاء می گیرند و در بدنه منیفولد منتشر می شوند.
مصنوعات سطحی معمولاً در امتداد جهتهای ماشینکاری یا اکستروژن قرار دارند، ظاهری یکنواخت دارند و مسیر انشعاب یا انتشار نامنظم ترکهای واقعی را نشان نمیدهند. بازرسی مکرر در طول زمان نشان می دهد که مصنوعات بدون تغییر باقی می مانند در حالی که ترک های واقعی رشد می کنند.
هر نشانه خطی که از یک جهت گیری ثابت{0}تنش پیروی می کند باید به عنوان یک ترک در نظر گرفته شود تا زمانی که خلاف آن ثابت شود. قطعه باید از سرویس خارج شود یا منطقه در فواصل بازرسی کوتاهتر کنترل شود.
فرکانس بازرسی
بازرسی نافذ رنگ منیفولد باید در همان بازه زمانی چرخههای تعمیر و نگهداری اصلی مبدل حرارتی-معمولاً سالیانه برای سرویسهای عمومی، نیمه-سالانه برای کاربردهای سیکل حرارتی شدید انجام شود. اولین بازرسی خط پایه را تعیین می کند. بازرسی های بعدی برای شناسایی نشانه های جدید یا در حال رشد با خط پایه مقایسه می شوند.
منیفولدهایی که بیش از 5000 سیکل حرارتی را جمع آوری کرده اند باید در هر فرصت تعمیر و نگهداری بازرسی شوند، زیرا احتمال شروع ترک با تعداد سیکل ها افزایش می یابد.
خلاصه
ترکخوردگی در مراحل اولیه{0}در منیفولدهای مبدل حرارتی PTFE با استفاده از روش نافذ رنگ سازگار با نافذ فلوروسورفکتانت، زمان ماند طولانیتر و توسعهدهنده فلورسنت قابل تشخیص است. این روش ترکهای{2}}شکن سطحی را قبل از نفوذ به ضخامت دیوار شناسایی میکند و به جای تعویض اضطراری، امکان تعمیر برنامهریزی شده را فراهم میکند.
بازرسی سالانه یا در هر بازه نگهداری اصلی با افزایش فرکانس پس از 5000 سیکل حرارتی توصیه می شود. هر نشانه خطی که منطبق با الگوهای تنش باشد، مرتبط تلقی می شود و نظارت یا تعمیر را تضمین می کند.
روشهای مهندسی برای بازرسی نافذ رنگ PTFE پس از ارائه هندسه منیفولد، مشخصات مواد، دمای عملیاتی و تاریخ چرخه فشار، و هرگونه سابقه ترک یا نشت قبلی در دسترس هستند.
