Dilema Kesesuaian Gangguan
Tiub PTFE yang dimasukkan ke dalam lubang kepingan tiub dan diikat dengan pengembangan mesti mencengkam dinding lubang dengan cukup ketat untuk mengelak terhadap tekanan wap dalaman, tetapi tidak terlalu ketat sehingga tegasan gelung dalam tiub yang dikembangkan melebihi ambang retak tekanan bahan. Perbezaan antara cengkaman yang mencukupi dan gangguan yang merosakkan diukur dalam persepuluh milimeter.
PTFE memberikan cabaran khusus untuk sambungan helaian tiub-ke-tiub kerana bahan sejuk-mengalir di bawah pemampatan yang berterusan. Muatan gangguan yang terasa ketat dan{4}}bebas semasa pemasangan boleh berehat selama beberapa minggu pada suhu operasi apabila PTFE menjauhkan diri daripada tekanan sentuhan. Sendi mula bocor. Godaannya adalah untuk meningkatkan gangguan awal untuk membolehkan kelonggaran-tetapi ini berisiko retak tekanan serta-merta daripada lebih-pengembangan.
Gangguan maksimum yang dibenarkan ialah tahap saiz besar diametral yang menekankan PTFE kepada hanya di bawah had keretakan tegasannya pada suhu operasi maksimum yang dijangkakan.
Mekanisme Retak Tekanan
Keretakan tegasan PTFE berlaku apabila bahan tertakluk kepada terikan tegangan melebihi kira-kira 2-3% pada suhu tinggi. Strain membuka lompang mikroskopik antara domain kristal. Lompang ini tumbuh dari semasa ke semasa di bawah tekanan yang berterusan, akhirnya bergabung menjadi retakan yang boleh dilihat.
Dalam sambungan pengembangan helaian tiub-ke-tiub, terikan utama ialah terikan gelung dalam dinding tiub di bahagian yang dibesarkan. ID tiub dipaksa pada diameter yang lebih besar (alat pengembang atau lubang kepingan tiub dengan sisipan). Gentian luar dinding tiub meregang. Tegangan gelung ialah: ε=(Dexpanded - Doriginal) / Doriginal.
Untuk tiub PTFE OD 10mm yang dikembangkan kepada lubang kepingan tiub ID 10.8mm, pengembangan diametral ialah 0.8mm. Ketegangan gelung ialah 0.8/10=8%. Ini jauh melebihi had selamat 2-3% dan akan memecahkan tiub-jika tidak serta-merta, kemudian dalam beberapa minggu pada suhu operasi.
Jadual 1: Muatan Gangguan Maksimum Yang Dibenarkan untuk Tiub PTFE-ke-Sendi Helaian Tiub
| OD tiub (mm) | Dinding Tiub (mm) | ID Lubang Helaian Tiub (mm) | Gangguan Diametral (mm) | Terikan Gelung (%) | Risiko Retak Tekanan | Perkhidmatan yang Disyorkan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 1.0 | 8.0 (sifar pelepasan) | 0 | 0 | tiada | Memerlukan meterai sekunder |
| 8 | 1.0 | 8.1 | 0.1 | 1.25 | tiada | Tekanan rendah-(< 2 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.2 | 0.2 | 2.5 | Rendah (had untuk perkhidmatan berterusan) | Perkhidmatan am (sehingga 4 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.3 | 0.3 | 3.75 | Sederhana (tidak disyorkan) | Tidak disyorkan |
| 10 | 1.0 | 10.0 | 0 | 0 | tiada | Memerlukan meterai sekunder |
| 10 | 1.0 | 10.15 | 0.15 | 1.5 | tiada | Tekanan-rendah |
| 10 | 1.0 | 10.25 | 0.25 | 2.5 | Rendah (had untuk perkhidmatan berterusan) | Perkhidmatan am (sehingga 4 barg) |
| 12 | 1.2 | 12.3 | 0.3 | 2.5 | Rendah (had untuk perkhidmatan berterusan) | Perkhidmatan am |
Keperluan Meterai Sekunder
Oleh kerana gangguan selamat maksimum untuk PTFE dihadkan kepada kira-kira 2.5% ketegangan gelung, daya cengkaman daripada pengembangan sahaja adalah sederhana. Pada suhu operasi, kelonggaran rayapan mengurangkan lagi daya ini. Mekanisme pengedap kedua diperlukan untuk-kebocoran jangka panjang-ketat yang boleh dipercayai.
Pengedap sekunder yang paling biasa ialah pemasangan mampatan: tiub melepasi kepingan tiub, dan nat memampatkan ferrule PTFE ke OD tiub. Ferrule menyediakan meterai; lembaran tiub menyediakan penambat mekanikal. Gangguan antara tiub dan lubang kepingan tiub kemudiannya ditetapkan kepada sifar (cocok kelegaan) atau minimum, menghapuskan risiko keretakan tekanan sepenuhnya.
Pengedap sekunder alternatif termasuk hujung tiub berkobar yang diletakkan pada muka helaian tiub kon, dan pengedap cincin O- dalam alur dalam lubang kepingan tiub. Kedua-dua pendekatan memisahkan fungsi pengedap daripada fungsi pengembangan tiub.
Kesan Berbasikal Terma
Setiap kitaran terma dari ambien ke suhu operasi menambahkan kitaran terikan pada bahagian tiub yang diperluas. Tiub PTFE mengembang secara jejari lebih daripada kepingan tiub (jika kepingan itu logam atau polimer yang berbeza), menukar kesesuaian gangguan. Sambungan yang mempunyai kelegaan pada suhu bilik boleh menjadi kesesuaian gangguan pada suhu, atau sebaliknya.
Reka bentuk sambungan mesti menampung perubahan dimensi kitaran ini tanpa melebihi had terikan 2.5% pada mana-mana titik dalam kitaran haba. Untuk tiub PTFE dalam kepingan tiub PTFE, bahan mengembang pada kadar yang sama, dan gangguan adalah stabil. Untuk tiub PTFE dalam kepingan logam atau PVDF, pengembangan pembezaan mesti dikira.
Ringkasan
Gangguan diametral maksimum yang dibenarkan untuk sambungan helaian tiub PTFE-ke-tiub ialah 2.5% daripada diameter tiub, sepadan dengan lebih kurang 0.2mm untuk tiub OD 8mm dan 0.25mm untuk tiub OD 10mm. Had ini menghalang keretakan tegasan daripada ketegangan gelung yang berlebihan pada suhu tinggi.
Pengedap yang boleh dipercayai memerlukan mekanisme kedua-ferrule mampatan, sendi berkobar atau cincin O--kerana gangguan terhad hanya memberikan daya cengkaman sederhana yang mengendur lebih lama dari semasa ke semasa pada suhu. Reka bentuk sambungan mesti menampung pengembangan haba berbeza jika tiub dan kepingan tiub adalah bahan yang berbeza.
Spesifikasi kejuruteraan untuk reka bentuk sambungan helaian tiub PTFE-ke-tiub tersedia selepas penyerahan dimensi tiub, bahan dan ketebalan kepingan tiub, suhu dan tekanan operasi serta hayat perkhidmatan yang diperlukan.
