Delavnica za galvanizacijo je po devetih mesecih delovanja potegnila PTFE potopni grelnik iz posode za cinkanje. Grelnik je pokazal vodoravno razpoko, ki poteka vzdolž črte tekočine-meja med potopljenim in izpostavljenim delom. Razpoka je predrla PTFE in razkrila kovinski ovoj. Rezervoar je bil opremljen s plovnim stikalom, ki je nadzorovalo nivo tekočine, vendar je imelo stikalo mrtvi pas približno 40 mm, nivo pa je nihal navzgor in navzdol po vrhu grelnika.
Plovna stikala so običajne naprave za nadzor nivoja v rezervoarjih za galvanizacijo in kemično obdelavo. So enostavni, zanesljivi in poceni. Imajo pa mrtvi pas-razpon med nivojem-vklopa in -izklopa-, ki dovoljuje nihanje ravni tekočine. Če je grelec nameščen tako, da linija tekočine pade znotraj mrtvega pasu, grelnik kroži med potopljenim in izpostavljenim stanjem, PTFE pa poči vzdolž linije tekočine.
Zakaj je tekoča črta cona koncentracije napetosti
Linija tekočine je meja med potopljenim in izpostavljenim delom grelnika. Potopljeni del se ohladi s procesno tekočino. Izpostavljeni del se hladi z zrakom, kar je veliko manj učinkovito. Temperaturna razlika med obema deloma je lahko 50–100 stopinj.
Potopljeni del se širi manj kot izpostavljeni del. Diferencialna ekspanzija ustvari strižno napetost na liniji tekočine. Napetost se koncentrira na površini PTFE, kjer je polimer vezan na kovinski ovoj. Ponavljajoče cikliranje povzroči pokanje zaradi utrujenosti.
| Cikel nivoja tekočine | Temperaturna razlika na tekočem vodu | Amplituda stresa | Čas za krek |
|---|---|---|---|
| <10 mm | 40-60 stopinj | Nizka | >36 mesecev |
| 10–25 mm | 50-80 stopinj | Zmerno | 18–30 mesecev |
| 25–40 mm | 60-100 stopinj | visoko | 8–16 mesecev |
| 40–60 mm | 80-120 stopinj | Zelo visoko | 4–10 mesecev |
| >60 mm | >120 stopinj | Huda | 2–6 mesecev |
Kroženje nivoja tekočine in njegov vpliv na pokanje PTFE na liniji tekočine
Zakaj plovna stikala ustvarijo kroženje tekočega voda
Plavajoče stikalo deluje tako, da odpre ali zapre tokokrog, ko nivo tekočine doseže nastavljeno točko. Stikalo ima mrtvi pas-raven mora pasti za določeno količino, preden stikalo zapre polnilni ventil. Mrtvi pas je običajno 20–50 mm, odvisno od zasnove stikala.
Če je grelnik nameščen tako, da linija tekočine pade v mrtvi pas, grelnik ciklično kroži med potopljenim in izpostavljenim stanjem z vsakim ciklom polnjenja. Število ciklov je odvisno od stopnje izhlapevanja in-povleka. V posodi z visokim izhlapevanjem lahko nivo niha večkrat na dan.
Zakaj nastane razpoka na liniji tekočine
Razpoka nastane na liniji tekočine, ker je tam največja napetost. PTFE na tekočem vodu je izpostavljen polni temperaturni razliki med mokrim in suhim delom. Strižna napetost je skoncentrirana na PTFE-kovinski vmesnik.
Razpoka se širi vodoravno vzdolž tekoče črte. Lahko ostane površinska razpoka več mesecev ali pa prodre v PTFE in izpostavi kovino. Ko je kovina izpostavljena, se začne korozija in grelec odpove.
Preprečevanje razpok tekočega voda
Najučinkovitejša preventiva je namestitev grelnika tako, da je vod za tekočino precej pod mrtvim pasom plovnega stikala. Vrh ogrevanega dela mora biti vsaj 75 mm pod minimalno tekočino. To zagotavlja, da grelec ostane popolnoma potopljen, tudi ko je nivo na najnižji točki mrtvega pasu.
Blokada-nizke ravni zagotavlja dodatno zaščito. Blokada prekine napajanje grelnika, če nivo pade pod varno mejo. Blokada mora biti neodvisna od plovnega stikala in zahtevati ročno ponastavitev.
Grelnik s krajšim ogrevanim odsekom, ki ostane precej pod normalno tekočinsko črto, zagotavlja rezervo proti nihanju ravni. Če je rezervoar dovolj globok, namestitev ogrevanega dela v spodnjo polovico rezervoarja ohranja potopljenega tudi pri znatnih padcih nivoja.
| Preprečevalni ukrep | Vpliv na razpoke tekoče linije | Izvedba |
|---|---|---|
| Spodnji položaj grelnika | Izogiba se mrtvemu pasu | Montaža grelnika |
| Blokada-nizke ravni | Izklopi moč na nizki ravni | Senzor nivoja in rele |
| Krajši ogrevan odsek | Ohranja grelec potopljen | Oblikovanje grelnika |
| Zmanjšan mrtvi pas | Nižje nivojsko kolesarjenje | Nadgradnja plovnega stikala |
Ukrepi za preprečevanje razpok tekočega voda v rezervoarjih s plovnimi stikali
Ko pokanje tekoče linije kaže na težavo pri načrtovanju
Grelec, ki poči na tekočem vodu kljub nizkemu položaju vgradnje in nizki-nivojski zapornici, kaže, da je mrtvi pas plovnega stikala prevelik za aplikacijo. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri s krajšim ogrevanim odsekom, nižjim položajem vgradnje in nizko{2}}nivojsko zaporo odpravlja temeljni vzrok razpok tekočega voda. Postopek specifikacije zahteva dimenzije rezervoarja, mrtvi pas plovnega stikala, normalno in minimalno raven tekočine ter zahtevano moč. Pri napravah s krmiljenjem nivoja s plovnim stikalom ta-pristop, specifičen za aplikacijo, zmanjša pokanje tekočega voda in podaljša življenjsko dobo grelnika.
