Защо трябва да избягвате използването на сапани за телени въжета директно върху PFA нагревател по време на монтажа, за да предотвратите напукване на вдлъбнатини?

Големи PFA нагреватели, по-специално дълги и тежки нагреватели (2–3 m дълги, 10–20 kg тегло) обикновено се повдигат и позиционират в резервоара с телени въжета или верижни подемници от монтажниците. Директният контакт между стоманеното телено въже и PFA обвивката причинява местно високо напрежение на натиск. Контактната площ на стоманеното въже (единични нишки с диаметър 1-2 mm) е минимална и създава налягане от 10-50 MPa под тежестта на нагревателя. Граница на провлачване на натиск на PFA при стайна температура е около 12-15 MPa. Теленото въже прави вдлъбнатини в PFA повърхността, създавайки постоянна деформация, видима като канали или маркировки. Тези вдлъбнатини осигуряват концентрации на напрежение, които действат като начални места за пукнатини по време на по-късен температурен цикъл или излагане на химикали. Пукнатините растат от точката на вдлъбнатина през PFA стената, причинявайки преждевременно срутване. Безопасният метод е да се използват платнени сапани (найлонова или полиестерна лента, минимум 50 mm ширина) или подплатени повдигащи греди. Никога не допускайте никакъв контакт на сапаните на телените въжета с PFA. Констатациите на място показват, че повдигнатите нагреватели с телени въжета са имали 3-5 пъти по-високи нива на образуване на пукнатини в местата на вдлъбнатини, отколкото нагревателите, повдигнати с плат.

Поведение при вдлъбнатина и развитие на пукнатини
Когато телено въже (диаметър 6 mm, конструкция 6×19) носи тежестта на нагревател от 15 kg, силата се разпределя в контактните точки. Контактната площ на една обвивка обикновено е 50-200 mm2. Напрежението на натиск е 0,5–3,0 MPa под границата на провлачване. Но нагревателят не остава статичен по време на повдигане. Люлеене, блъскане и неравномерно разпределение на натоварването генерират пикови локализирани напрежения 3-10x средно. Преходен удар (повдигащ удар) от 50 kg върху контактна точка на нишка от 1 mm 2 създава 500 MPa далеч над якостта на натиск на PFA. PFA се деформира пластично и оставя трайна вдлъбнатина с дълбочина 0,1-0,5 mm. Бърза деформация, предизвикана от работно втвърдяване на полимера в долната част на вдлъбнатината и микропукнатини. Стената е локално изтънена от вдлъбнатината. Вдлъбнатина от 0,3 mm в стена с дебелина 2,0 mm намалява оставащата дебелина до 1,7 mm.

PFA набъбва и се компресира при последователни топлинни цикли (нагревател изключен/включен). Вдлъбнатината е концентратор на напрежение с теоретичен коефициент на концентрация на напрежение (Kt) от 3–10, в зависимост от остротата на вдлъбнатината. Гладката вдлъбнатина (Kt ≈ 3) увеличава номиналното топлинно напрежение (2–4 MPa) до 6–12 MPa, като се доближава до границата на провлачване. Рязкото вдлъбнатина (Kt≈8) увеличава напрежението до 16–32 MPa, което е по-високо от границата на провлачване и води до появата на пукнатини. Пукнатината се разпространява през дебелината на стената от дъното на вдлъбнатината обикновено за 100–1000 термични цикъла. В химическа среда счупването се насърчава от напукване под напрежение на околната среда (ESC). Нагревател, който може да издържи 10 000 цикъла без вдлъбнатина, може да се повреди след 500 цикъла, ако има вдлъбнатина от телено въже.

Правилни начини за повдигане
Метод на повдигане Контактно налягане (типично, MPa) Риск от вдлъбнатина Скорост на възникване на пукнатини (в сравнение с платнена ремня) Препоръчва се за вас
Wire rope sling (6 mm) straight 10-50 (immediate), >100 при контакт Много високо 3-5 пъти по-високо Никога
Прашка от стоманено въже с гумен маркуч (10 mm стена) 2–5 Средна (маркучът се компресира, но телта може да я прореже) 2–3 пъти по-висока Само временно
Директна верижна прашка 20–100 Много висока 5–8 пъти по-висока Никога Найлонова лента (широчина 25 mm) 0,5 – 1,0 Ниска 1,0 × (базова линия) малко леко нагряване
Найлонова лента (50 mm широка) 0,2–0,5 Много ниска 0,8-1,0xСтандартна за повечето нагреватели
Специално подплатена повдигаща греда<0.1 Negligible <0.5×Heavy, long, or crucial heaters
Подложка за вакуумно повдигане № (без контакт) Няма 0× Само прави гладки участъци
Тъканен ремък, с PTFE или PFA покритие 0,2–0,5 Много нисък 0,8–1,0 × Химически заводи (избягвайте замърсяване)
Инспекция и възстановяване
Проверете внимателно обвивката преди инсталиране, ако PFA нагревателят е бил повдигнат със сапани за телени въжета. Използвайте 5-10 пъти увеличение и ярка светлина. Търсене за:

Видими вдлъбнатини или бразди (преместете върховете на пръстите си по повърхността, вдлъбнатините са осезаеми)

Избелване от стрес (бели или мъгливи петна около вдлъбнатината, причинени от микропукнатини)

Повдигнати грапавини или изместен материал по ръба на вдлъбнатината

Всяко увреждане над 0,2 мм или побеляване от напрежение е причина за отказ на нагревателя. Нагревател с минимални повърхностни маркировки (дълбочина 0,1 mm, без избелване) може да е подходящ за работа с ниско напрежение (<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).

Два метода за коригиране намаляват риска при липса на отхвърляне: (1) Полирайте областта на вдлъбнатината с фина шкурка (400-600 песъчинки), за да премахнете побеляването на стреса и да изгладите грубите ръбове. Плитко полиране (дълбочина на рязане < 0,1 mm). (2) Поставете парче PFA или PTFE лента върху вдлъбнатината, за да служи като вторична бариера. Нито едно саниране не връща пълната сила. Нагревателят е с повишен риск.

Теренни изследвания
Шест идентични PFA нагреватели (2,5 m дължина, 12 kg, 2,0 mm стена) бяха поставени в шест резервоара за покритие в химическа компания. Три нагревателя бяха повдигнати с помощта на найлонови ленти (ширина 50 mm). Поради изискване на инсталацията, три нагревателя бяха повдигнати с въжени сапани (10 mm диаметър). Всички нагреватели са работели при 85 градуса в 15% H2SO4 с ежедневен топлинен цикъл (25 градуса до 85 градуса). След 18 месеца и трите нагревателя, повдигнати с телено въже, показаха пукнатини в зоните на вдлъбнатини, което се потвърждава от спад на изолационното съпротивление (<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. Съоръжението промени метода си на инсталиране, за да предотврати използването на сапани от телени въжета и наложи използването на сапани от плат за всички инсталации на PFA нагреватели. Процентът на неуспехите падна почти до нула.

Заключение: Не са разрешени сапани за телени въжета PFA
Сапаните за телени въжета не трябва да са в пряк контакт с PFA нагревател по време на монтажа. Високото локализирано напрежение на натиск (10-100+ MPa) причинява постоянни вдлъбнатини, които действат като концентратори на напрежение, които намаляват живота на топлинния цикъл със 70-90% и инициират пукнатини, които се разпространяват през стената. Никога не използвайте платнени сапани (найлонова или полиестерна лента, минимална ширина 50 mm) или подплатени повдигащи греди. Когато ограниченията в пространството налагат използването на телени въжета или верижни сапани, сапаните трябва да бъдат подплатени с гумена или силиконова подплата с дебелина минимум 10 mm и напрежението да бъде сведено до минимум. Дори и с подложка, проверете за вдлъбнатини преди инсталиране. Не си струва да рискувате с 1000 нагревател за 20 телени въжета. Начинът на монтаж е също толкова важен за живота на нагревателя, колкото и спецификацията на материала. Включете методите за повдигане в документите за обществени поръчки и обучете монтажниците. Няколко минути грижа по време на монтажа спестяват месеци ненужен престой. Телено въже и PFA не вървят заедно. Ако остави следа, това означава, че нагревателят е обречен да се повреди рано.