Ett underhållsteam ersatte en trasig elpatron av rostfritt stål med en PTFE-enhet i en svavelsyrapläteringstank. Värmaren i rostfritt stål hade använt en standard 100 mm stålfläns fastskruvad i tankväggen. PTFE-värmaren kom med ett matchande flänsmönster, och teamet skruvade fast den med den befintliga flänsen och packningen. Det läckte inom två veckor. Läckan var inte vid packningen-det var vid PTFE-till-flänsövergången, där polymeren hade kylt-flödat bort från stålet under bultbelastningen.
Flänskompatibilitet är ett av de mest förbisedda problemen vid byte av värmare. En PTFE-värmare kan ha samma bultmönster och flänsdimensioner som den rostfria enheten den ersätter, men materialets beteende är fundamentalt annorlunda. PTFE kall-strömmar under ihållande tryckbelastning. Det gör inte rostfritt stål. En flänsdesign som fungerar för rostfritt stål kan misslyckas med PTFE.
Varför PTFE inte kan använda samma flänsdesign
Eldoppare i rostfritt stål är vanligtvis svetsade eller lödda till en stålfläns. Leden är stel och permanent. Flänsbultarna trycker ihop en packning mot tankväggen, och metall-till-metallkontakten bibehåller tätningen på obestämd tid.
PTFE-värmare kan inte svetsas till en stålfläns på samma sätt. Polymeren är antingen mekaniskt fångad i ett spår, kemiskt bunden till flänsen eller formgjuten-om en metallinsats. Var och en av dessa metoder beter sig olika under bultbelastning och termisk cykling.
Den kritiska skillnaden är kallflöde. PTFE deformeras långsamt under långvarig tryckspänning. När flänsbultarna dras åt komprimeras PTFE. Under veckor eller månader fortsätter den att deformeras, vilket minskar kontakttrycket vid tätningen. Bultarna förblir åtdragna, men PTFE har slappnat av från tätningsytan. En läcka utvecklas.
| Typ av flänsfog | Värmare i rostfritt stål | PTFE-värmare | Kompatibilitet |
|---|---|---|---|
| Svetsad fläns | Standard | Ej tillämpligt | Inga |
| Kompressionspackning | Fabrik | Kallflöden, läckage | Inga |
| Kemiskt bunden | Ej tillämpligt | Limmet bryts ned | Begränsad |
| Mekaniskt låst | Ej tillämpligt | Bäst för PTFE | Kräver ny fläns |
| PTFE-fodrad stålfläns | Ej tillämpligt | Bra för PTFE | Kräver ny fläns |
Kompatibilitet med flänsfogar för elpatron av rostfritt stål och PTFE
Problemet med bultmomentet
Rostfria flänsar är designade för att vridas till ett specificerat värde som komprimerar packningen och bibehåller tätningen. Vridmomentet är tillräckligt högt för att skapa en positiv tätning men inte så högt att det skadar flänsen eller packningen.
PTFE-flänsar kräver lägre vridmoment. Över-vridmoment komprimerar PTFE över dess elastiska gräns, vilket accelererar kallflöde och faktiskt minskar tätningens integritet. Under-vridmoment skapar inte den initiala tätningen. Vridmomentfönstret är smalt och det förändras när PTFE slappnar av över tiden.
En fläns av rostfritt stål som är bultad till en PTFE-värmare med samma vridmoment som används för en värmare av rostfritt stål kommer att krossa PTFE och orsaka för tidigt fel. Vridmomentspecifikationen måste matcha PTFE-flänsdesignen, inte den ursprungliga installationen av rostfritt stål.
| Flänsstorlek | Vridmoment i rostfritt stål | PTFE vridmoment | Anteckningar |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 20–25 N·m | 10–15 N·m | PTFE kräver lägre vridmoment |
| 80 mm | 30–40 N·m | 15–22 N·m | Dra åt efter 24 timmar |
| 100 mm | 40–55 N·m | 20–30 N·m | Dra åt efter 24 timmar |
| 150 mm | 60–80 N·m | 30–45 N·m | Dra åt efter 24 timmar |
Bultmomentspecifikationer för rostfritt stål kontra PTFE-flänsar
När den befintliga flänsen kan återanvändas
I vissa fall kan den befintliga flänsen återanvändas med en PTFE-värmare, men endast om flänsen är konstruerad för PTFE och skarven är korrekt gjord. En PTFE-fodrad stålfläns med en mekaniskt sammankopplad PTFE-övergång kan passa ihop med ett befintligt tankmunstycke om bultmönstret och packningsytan matchar.
Nyckelkravet är att PTFE-värmarens fläns måste vara utformad för tankens munstycke. Flänsen måste ge en plan, slät tätningsyta och PTFE måste fångas upp så att den inte kan kyla-flöda bort från tätningen. En enkel kompressionspackning mellan PTFE-flänsen och tankmunstycket räcker inte.
När en ny fläns krävs
En ny fläns krävs när den befintliga flänsen är designad för en svetsad eller lödd metallvärmare och inte kan ta emot PTFE-övergången. Detta är den vanligaste situationen vid byte av värmare.
Den nya flänsen ska specificeras med PTFE-värmaren. Den bör innehålla en mekaniskt sammankopplad PTFE-övergång, en tätningsyta utformad för packningsmaterialet och bulthål som matchar tankmunstycket. Flänsmaterialet bör vara kompatibelt med processkemi-belagt stål, rostfritt stål eller solid PTFE beroende på applikation.
Praktiska steg för flänsbyte
Mät det befintliga tankmunstycket: bultcirkeldiameter, bulthålsstorlek och antal, och tätningsytans dimensioner. Dessa bestämmer vilken fläns som passar.
Ange flänsen med PTFE-värmaren. Värmarens tillverkare bör tillhandahålla en fläns som matchar munstycket och är designad för PTFE-övergången.
Använd rätt packningsmaterial. PTFE-höljespackningar, Viton eller EPDM är vanliga. Packningen måste vara kompatibel med processkemin och driftstemperaturen.
Dra åt bultarna enligt PTFE-specifikationen, inte specifikationen för rostfritt stål. Dra åt efter 24 timmar och igen efter en vecka för att kompensera för initialt kallflöde.
När flänskompatibilitet avslöjar ett större problem
En fläns som läcker upprepade gånger, även efter efterdragning, indikerar att fogdesignen inte är anpassad för applikationen. En mekaniskt sammankopplad PTFE-fläns med en packning av rätt storlek och korrekt bultmoment löser de flesta läckageproblem. En anpassad PTFE elpatronskonfiguration med en fläns som är designad speciellt för polymerövergången säkerställer en -läckagefri fog. Specifikationsprocessen kräver tankmunstyckets dimensioner, processkemi, driftstemperatur och flänsdesignen för den ursprungliga värmaren.
