چه چیزی باعث نشتی لوله های PTFE در محل اتصال لوله ورق می شود و چگونه رفع می شود؟

نشتی که در محل اتصال لوله PTFE و صفحه لوله ایجاد می شود به خصوص مشکل ساز است زیرا اجازه می دهد مایع فرآیند با مایع سرویس مخلوط شود یا برعکس. بر خلاف مبدل های فلزی که در آن لوله ها جوش داده می شوند یا نورد می شوند، لوله های PTFE به مهر و موم های مکانیکی متکی هستند که می توانند در طول زمان شل شوند. درک مکانیسم خرابی و روش های تعمیر موجود برای بازیابی یکپارچگی مبدل ضروری است. این راهنما علل چنین نشت‌هایی و روش‌های مربوط به آن را شرح می‌دهدتعمیر نشتی ورق لوله مبدل حرارتی PTFE.

چگونه لوله های PTFE به صفحه لوله مهر و موم می شوند

در یک مبدل حرارتی پوسته PTFE-و{-، بسته لوله شامل بسیاری از لوله‌های PTFE با قطر کوچک- (معمولاً 2 تا 10 میلی‌متر ID) است که از یک ورقه فلزی (معمولاً فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی) عبور می‌کنند. از آنجایی که PTFE نمی تواند جوش داده شود یا به صورت متالورژیکی متصل شود، از سه روش معمول آب بندی استفاده می شود:

اتصالات فشرده سازی– یک مهره غده، یک حلقه یا مهر و موم الاستومری را در اطراف لوله PTFE فشرده می کند و یک مفصل فشار- محکم ایجاد می کند. این در مبدل های کوچکتر و بسته های لوله قابل تعویض معمول است.

لوله گشاد شده با واشر به پایان می رسد- انتهای لوله PTFE گرم شده و به سمت بیرون به شکل مخروطی باز می شود. یک واشر (PTFE یا الاستومر) بین فلر و صفحه لوله قرار می گیرد و یک صفحه نگهدارنده فلر را روی صفحه لوله فشرده می کند.

O- مهر و موم حلقه- شیارها در صفحه لوله ماشینکاری می شوند و یک حلقه O (معمولاً Viton یا PTFE-سیلیکون محصور شده) در اطراف لوله فشرده می شود. یک حلقه پشت-از اکستروژن جلوگیری می کند.

همه این روش ها بر حفظ نیروی گیره پایدار متکی هستند. مهر و موم فقط تا زمانی مؤثر است که فشرده سازی برای غلبه بر اختلاف فشار بین دو طرف پوسته و لوله کافی باشد.

علت اصلی نشت: چرخه حرارتی

بازرسی های میدانی اغلب نشان می دهد که نشتی صفحات لوله پس از یک دوره عملکرد عادی ظاهر می شود، نه بلافاصله پس از نصب. علت اصلی چرخه حرارتی است. PTFE تقریباً هفت برابر بیشتر از ورق فلزی منبسط و منقبض می شود (ضریب انبساط حرارتی: PTFE ~ 120-150 × 10-6/K، فولاد ضد زنگ ~ 16-18 × 10-6/K). در طول یک چرخه گرمایش و سرمایش معمولی:

هنگامی که مبدل از دمای محیط به دمای عملیاتی گرم می شود (مثلاً 20 درجه تا 150 درجه)، لوله های PTFE به صورت محوری بسیار بیشتر از صفحه لوله منبسط می شوند. این انبساط لوله ها را طولانی می کند و در صورتی که طرح با حرکت مطابقت نداشته باشد، به طور بالقوه نیروی فشرده سازی روی مهر و موم ها را کاهش می دهد.

هنگامی که مبدل خنک می شود، لوله ها بیشتر از صفحه لوله منقبض می شوند و از درزگیر جدا می شوند و شکاف ایجاد می کنند.

چرخه های مکرر می تواند باعث شل شدن آب بند شود، به خصوص اگر فشرده سازی اولیه حاشیه ای باشد. علاوه بر این، PTFE پدیده ای به نام را نشان می دهدجریان سرد (خزش)تحت فشرده سازی پایدار با گذشت زمان، مواد PTFE به آرامی تغییر شکل می دهند و فشار تماس را در رابط آب بندی کاهش می دهند. یک سناریوی متداول، نشتی است که به تدریج شروع می‌شود-یک قطره کوچک یا آلودگی متقاطع-و با تجمع چرخه‌ها بدتر می‌شود.

علائم تشخیصی نشت لوله

نشت لوله با موارد زیر مشخص می شود:

آلودگی متقابل- سیال فرآیند در سمت سرویس ظاهر می شود (به عنوان مثال، میعانات بخار اسیدی می شود، یا آب خنک کننده آلودگی شیمیایی را نشان می دهد).

پوسیدگی فشار- طرف پوسته یا لوله نمی تواند فشار را در طول آزمایش هیدرواستاتیک نگه دارد.

نشتی قابل مشاهده– چکیدن مایع از محل اتصال بین صفحه لوله و فلنج پوسته (برای کشش-از طریق طرح های بسته).

توصیه می شود که هرگونه نشتی مشکوک به صفحه لوله با ایزوله کردن مبدل و انجام آزمایش فشار از یک طرف و مشاهده طرف دیگر تأیید شود.

گزینه های تعمیر برای اتصالات لوله PTFE نشتی

تعمیر مناسب بستگی به روش آب بندی و تعداد لوله های نشتی دارد.

1. سفت کردن مجدد اتصالات فشاری

برای مبدل‌هایی با اتصالات فشرده‌سازی مجزا (مثلاً مهره‌های غده روی هر لوله)، سفت کردن مجدد ممکن است نشت را متوقف کند. رویه:

مبدل آفلاین می‌شود، تخلیه می‌شود و{0}}فشار نمی‌رود.

پوشش دسترسی سمت لوله برداشته می شود.

هر مهره غده با یک -ربع دور شل می‌شود، سپس مجدداً-به مقدار گشتاور مشخص‌شده توسط سازنده (معمولاً 2 تا 10 نیوتن متر برای لوله‌های PTFE، بسته به قطر) می‌چرخد.

از انقباض بیش از حد- اجتناب می‌شود، زیرا گشتاور بیش از حد می‌تواند لوله PTFE را ترک یا اکسترود کند.

پس از سفت شدن مجدد، آزمایش فشار برای بررسی قطع شدن نشتی انجام می شود.

در بسیاری از موارد، یک گشتاور مجدد، یکپارچگی مهر و موم را بازیابی می‌کند. با این حال، اگر PTFE برای همیشه سرد- جریان داشته باشد، سفت کردن مجدد ممکن است فقط موقتی باشد.

2. آب بندی مجدد انتهای لوله های گشاد شده یا اتصالات واشر دار

برای انتهای لوله‌های گشاد شده با واشر، اولین قدم-بستن مجدد پیچ‌های صفحه نگهدارنده است. اگر نشتی ادامه داشت، ممکن است نیاز باشد که انتهای لوله دوباره-شعله شود یا واشر تعویض شود. این یک تعمیر تهاجمی تر است:

بسته نرم افزاری لوله از پوسته خارج می شود (برای طرح های بسته نرم افزاری قابل جابجایی).

لوله نشتی شناسایی و جداسازی می شود.

صفحه نگهدارنده و واشر از لوله آسیب دیده جدا می شوند.

شعله ور موجود با دقت قطع می شود و انتهای لوله با استفاده از یک ابزار تخصصی شعله ور PTFE (ماندرل گرم شده یا ابزار شکل دهی سرد{1}) دوباره{0}}شعله می شود.

یک واشر جدید (PTFE یا مواد سازگار) نصب شده است و صفحه نگهدارنده مجدداً- گشتاور می شود.

این تعمیر معمولاً در یک کارگاه انجام می شود تا در زمین. برای چند لوله نشتی، ممکن است باز{1}}شعله‌کردن کامل کل بسته در نظر گرفته شود.

3. وصل کردن لوله (اندازه گیری موقت)

اگر یک لوله منفرد نشتی داشته باشد و مبدل را نتوان برای تعمیر کامل آفلاین کرد، می توان لوله نشتی را وصل کرد. وصل کردن لوله را از مدار سیال جدا می کند و از آلودگی متقابل- جلوگیری می کند. با این حال، منطقه موثر انتقال حرارت را به طور متناسب کاهش می دهد. به عنوان مثال، وصل کردن 5 درصد از لوله ها، عملکرد حرارتی را تقریباً 5 درصد کاهش می دهد.

روش اتصال:

یک پلاگین PTFE یا فلزی مخروطی در هر انتهای لوله نشتی وارد می شود.

دوشاخه با استفاده از چکش یا پرس در محل خود رانده می شود و لوله را کمی گسترش می دهد تا مهر و موم ایجاد شود.

برای اطمینان بیشتر، دوشاخه با یک مهره نگهدارنده یا چسب محکم می شود (به عنوان مثال، اپوکسی درجه بندی شده برای دمای فرآیند).

بستن لوله یک تعمیر موقت در نظر گرفته می شود. تعمیر دائمی (آب بندی مجدد یا جایگزینی بسته) باید در قطعی برنامه ریزی شده بعدی برنامه ریزی شود.

نکته ایمنی

نشت لوله یکپارچگی فرآیند را به خطر می اندازد. آلودگی متقابل می‌تواند باعث واکنش‌های شیمیایی، خوردگی تجهیزات پایین دستی یا مشکلات کیفیت محصول شود. برای جلوگیری از اختلاط بیشتر سیالات ناسازگار، مبدل باید فوراً از حالت آفلاین خارج شود.

پیشگیری: نصب اولیه مناسب و طراحی مهر و موم

خطر نشتی ورق لوله با نصب اولیه مناسب و طراحی مهر و موم به حداقل می رسد. عوامل کلیدی عبارتند از:

فشرده سازی اولیه کافی– مقادیر گشتاور باید در محدوده سازنده باشد. سفت شدن کمتر- باعث نشت اولیه می شود. سفت شدن بیش از حد باعث ایجاد جریان سرد می شود.

جبران الاستیک– مهر و موم های طراحی شده با اجزای فنری{0} (مثلاً واشرهای Belleville در پشت مهره غده) با وجود چرخه حرارتی و خزش، فشرده سازی را حفظ می کنند.

چرخه حرارتی کنترل شده- از گرمایش یا سرمایش سریع باید اجتناب شود. یک نرخ شیب دار آهسته (مثلاً 1-2 درجه در دقیقه) به PTFE اجازه می دهد تا به طور یکنواخت با صفحه لوله فلزی منبسط یا منقبض شود.

چرخش مجدد دوره ای-– برای مبدل‌های بحرانی، گشتاور مجدد همه اتصالات فشرده‌سازی پس از 100 سیکل حرارتی اول توصیه می‌شود.

نتیجه گیری

نشتی صفحات لوله در مبدل های حرارتی PTFE اغلب به دلیل چرخه حرارتی و جریان سرد PTFE ایجاد می شود که باعث شل شدن مهر و موم های مکانیکی که لوله ها را در جای خود نگه می دارد، می شود. گزینه‌های تعمیر عبارتند از{1}}سفت کردن مجدد اتصالات فشاری، باز-شعله‌کردن مجدد انتهای لوله با واشرهای جدید، یا بستن لوله‌های جداگانه به عنوان اقدامی موقت. الفتعمیر نشتی ورق لوله مبدل حرارتی PTFEاگر به موقع و درست انجام شود اغلب موفق است. نصب اولیه مناسب با فشرده سازی کافی و در صورت امکان، جبران بارگذاری فنر-خطر نشتی را تا حد زیادی کاهش می دهد. بازرسی دوره ای یکپارچگی مهر و موم و چرخه حرارتی کنترل شده، اقدامات پیشگیرانه عاقلانه ای هستند که عمر مبدل را افزایش داده و از آلودگی متقاطع{3}} جلوگیری می کنند.