Kaip minimalus PTFE šildytuvo lenkimo spindulys veikia jo tarnavimo laiką?

Pavyzdžiui, panardinamasis PTFE šildytuvas, kuris dažnai turi tilpti į seklią baką, turi būti L- formos arba švelnaus kreivės. Tas lenkimo spindulys nėra atsitiktinis dekoratyvinis elementas; tai tiesiogiai įtakoja, ar šildytuvas tarnaus metus, ar suges kelis mėnesius. Ryšys tarp lenkimo spindulio ir formuotų PTFE šildytuvų ilgaamžiškumo yra labai svarbus nustatant formos PTFE šildytuvus, skirtus naudoti koroziniuose skysčiuose. Ryšys tarp PTFE šildytuvo lenkimo spindulio ir eksploatavimo trukmės yra pagrįstas metalinės kaitinimo šerdies ir fluoropolimero apvalkalo mechaniniu elgesiu.

Dvi medžiagos, patiriančios stresą: PTFE šildytuvo anatomija
Įprastas panardinamasis PTFE šildytuvas yra metalo varžos viela (paprastai nikelio -chromo arba vario -nikelio lydinio), įdėta į dielektrinį užpildą ir apgaubta besiūliu ekstruziniu arba termiškai{2}}susitrauktu PTFE apvalkalu. Abi medžiagos deformuojasi kartu, kai šildytuvas sulenkiamas į tam tikrą -L, U arba suvyniotą formą.

PTFE apvalkalas yra įtemptas kreivės išorėje. Apvalkalas spaudžia lenkimo vidų. Metalinę šerdį taip pat veikia panašios įtempimo ir suspaudimo jėgos. Jokia medžiaga negali išlaikyti begalinės deformacijos. Jei ši leistina nuokrypa viršijama, bus padaryta žala, kuri gali būti nepastebėta iš karto, bet laikui bėgant kaupsis, ypač kai kaitinama.

Metalinė šerdis: lūžis ir sulenkimas
Šis metalinis varžos laidas skirtas srovei pernešti ir šilumai generuoti. Jis yra lankstus, bet ne be galo toks. Jei PTFE šildytuvas yra sulenktas iki mažiau nei minimalus rekomenduojamas spindulys, metalinė šerdis bus įtempta virš jos tamprumo ribos. Tokia forma, kokia ji yra ant žemės, yra tokia:

Mikro-įtrūkimai laide arba laido ir galinių kaiščių jungtyse.

Sulenkimas arba vietinis retinimas, siekiant sukurti didelio atsparumo tašką.

Nuovargio lūžiai dėl pasikartojančio išsiplėtimo ir susitraukimo įkaitimo{0}}atvėsinimo{1}}ciklų metu.

Vienas iš esminių projektavimo kriterijų yra tai, kad mažiausias PTFE šildytuvų lenkimo spindulys dažnai nurodomas kaip šildytuvo išorinio skersmens kartotinis -paprastai 5–6 kartus didesnis už įprastų konstrukcijų OD. Pavyzdžiui, PTFE šildytuvas, kurio OD yra 10 mm, neturėtų būti sulenktas iki mažesnio nei 50 mm spindulio (5 x OD). Šios vertės viršijimas gali sukelti negrįžtamą metalinės šerdies deformaciją.

Pradiniai elektros bandymai (nepertraukiamumas, izoliacijos varža, dielektrinis stiprumas) gali būti sėkmingi, jei šildytuvas sulenktas žemiau minimalaus rekomenduojamo spindulio, nes iš pradžių pažeidimai yra nedideli, rodo lauko patirtis. Tačiau kai šildytuvas veikia ir pereina į terminį ciklą, -kai karštas plečiasi, o kai šaltas suspaudžiamas-, įtemptas metalas pradeda gesti. Dėl to anksti atidaroma-grandinė arba lokalizuotas karštasis pleistras, dėl kurio gali-perdegti.

PTFE apvalkalas: įtempimas, pailgėjimas ir mikro{0}}įtrūkimai
PTFE yra nuostabus fluorpolimeras, pasižymintis išskirtiniu cheminiu atsparumu ir maksimalia nepertraukiama maždaug 110 laipsnių veikimo temperatūra, skirta panardinamiesiems šildytuvams. Tačiau PTFE nėra tamprus. Ištempus ar suspaudus jis neatsispyruos taip, kaip darytų elastomeras. Jei PTFE apvalkalas sulenktas per stipriai, atsiranda du žalingi poveikiai:

Tempimo įtempis (išorinis spindulys): Išorinis lenkimo paviršius yra įtemptas. Jei spindulys yra per mažas, PTFE gali plastiškai deformuotis ir siena išplonėti. Plonesnės sienos užtikrina mažesnę elektros izoliaciją ir yra jautresnės dilimui ar cheminių medžiagų įsiskverbimui.

Gniuždymo įtempis ir susiraukšlėjimas vidiniame spinduliu: vidinis paviršius yra suspaustas ir gali susiraukšlėti arba susilankstyti. Tokios anomalijos yra streso koncentracijos zonos. Šios vietos gali būti mikro-įtrūkimų pradžios taškai per temperatūros ciklus ir galiausiai plisti per apvalkalą.

Pakanka mikroįtrūkimo PTFE, kad būtų pažeistas barjeras nuo korozijos. Skysčiai, tokie kaip rūgštys, šarmai ar tirpikliai, gali pasklisti per metalinę šerdį ir sukelti elektros nuotėkį, įžeminimo gedimus arba katastrofišką kolapsą. Posūkis, kuris buvo pernelyg staigus, galbūt prasidėjęs kelis mėnesius iki galutinio gedimo, dažnai gali būti lauko gedimų priežastis.

Praktinė pasekmė: sutrumpėjo tarnavimo laikas dėl paslėptų pažeidimų
Jei laikotės minimalaus lenkimo spindulio, šildytuvas gali tarnauti metus, dažnai 10 000–20 000 valandų nuolatinio naudojimo. Ir atvirkščiai, šildytuvas, kurio lenkimo spindulys yra mažesnis nei siūlomas, gali sugesti per kelias savaites ar kelis mėnesius, nepaisant to, kad buvo atlikti gamyklos priėmimo bandymai.

Gedimo režimas paprastai apibūdinamas taip:

Įžeminimo grandinės pertraukiklis jaučia lėtą nuotėkio srovės padidėjimą.

Vietinis perkaitimas posūkyje, kurį liudija PTFE spalvos pakitimas arba apanglėjimas (reta, nes PTFE savaime{0}}gesta, bet gali sugesti).

Metalinis laidas nutrūksta ir grandinė visiškai atidaryta.

Tipiški PTFE šildytuvų minimalūs lenkimo spinduliai nuorodų lentelė
Minimalus lenkimo spindulys priklausys nuo šildytuvo konstrukcijos (vieno ar dviejų branduolių, vatų tankio, apvalkalo storio). Toliau pateiktoje diagramoje pateikiami bendrieji įprastų PTFE panardinamųjų šildytuvų kriterijai. Visi spinduliai matuojami iki šildytuvo vidurio linijos.

PTFE šildytuvo išorinis skersmuo (OD) Rekomenduojamas minimalus lenkimo spindulys (5 x OD) Naudojimo pavyzdys
6 mm (¼ colio) 30 mm (1,2 colio) Mažas bakas, mažos galios
8 mm (0,315 colio) 40 mm (1,6 colio) laboratorinės vandens vonios
10 mm (0,394 colio) 50 mm (2,0 colio) Standartinio dydžio cheminių medžiagų bakas
12 mm (0,472 colio) 60 mm (2,4 colio) Didesnės galios taikymas 16 mm (5/8 colio) 80 mm (3,1 colio) Dideli panardinami šildytuvai
Pastaba: Visada patikrinkite gamintojo duomenis kiekvienu konkrečiu atveju. Tam tikroms konstrukcijoms (pvz., dviejų lygiagrečių gyslų arba storų PTFE sienelių) gali prireikti didesnio spindulio (6 arba 7X OD)

Šildytuvo formos: forma ir funkcija
L-formos, J-formos arba spiralinės ritės Formos PTFE šildytuvai paprastai reikalingi esamoms rezervuarų geometrijoms arba siekiant išvengti vidinių kliūčių. Inžinerinė problema yra sukurti reikiamą formą išsaugant minimalų lenkimo spindulį. Jei reikiamos formos spindulys yra siauresnis nei rekomenduojama, alternatyvūs metodai yra šie:

Didesnis šildytuvo skersmuo: didesnis OD leidžia padidinti absoliutų lenkimo spindulį (pvz., 60 mm spindulys, kai OD yra 12 mm, palyginti su 50 mm, kai OD yra 10 mm)

Keli maži tiesūs šildytuvai, o ne vienas išlenktas šildytuvas.

Vietoj paties šildytuvo lenkimo naudokite iš anksto{0}}pagamintą alkūninę jungtį.

Alternatyvios šildytuvo technologijos pasirinkimas, pavyzdžiui, lankstus silikoninės gumos šildytuvas (jei leidžia cheminis suderinamumas) arba metalinis šildytuvas su PTFE danga.

Minimalus lenkimo spindulys nėra pasiūlymas, o būtinas{0}}parametras projektuojant visiškai sukonstruotą dizainą.

Išvada:
Vienas iš paprasčiausių ir efektyviausių būdų, kaip garantuoti forminių šildytuvų tarnavimo laiką korozinėje aplinkoje, yra laikytis minimalaus PTFE šildytuvo lenkimo spindulio. PTFE šildytuvo lenkimo spindulio tarnavimo laikas yra tiesioginis. Per didelis lenkimas sukelia vidinės metalinės šerdies lūžimą, PTFE apvalkalo įtempimą ir ankstyvą gedimą po terminio ciklo. Rinkitės siūlomo spindulio šildytuvą (paprastai 5–6 kartus didesnį už išorinį skersmenį) ir dirbsite be problemų daugelį metų. Kita vertus, šildytuvas, sulenktas į griežtesnę kreivę, iš pradžių gali būti patikrintas, tačiau per kelis mėnesius gali sugesti nenuspėjamai. Planuodami individualų šildytuvų dizainą, visada turėtumėte teikti pirmenybę lenkimo spinduliui, kuris yra didesnis nei kompaktiškumas, kad būtumėte tikri, kad kuriate ilgalaikį -patikimumą.