Per què s'ha d'evitar utilitzar eslingues de corda de filferro directament en un escalfador PFA durant la instal·lació per evitar l'esquerda de sagnat?

Els instal·ladors solen aixecar els escalfadors PFA grans, en particular els escalfadors llargs i pesats (de 2 a 3 m de llarg, de 10 a 20 kg de pes) i es col·loquen dins del dipòsit amb eslinges de cable o polipasts de cadena. El contacte directe entre la corda de filferro d'acer i la funda de PFA provoca una gran tensió de compressió local. L'àrea de contacte de la corda (cabres simples de 1-2 mm de diàmetre) és mínima i genera pressions de 10-50 MPa sota el pes de l'escalfador. La resistència a la compressió del PFA a temperatura ambient és d'uns 12-15 MPa. La corda de filferro fa sagnats a la superfície de PFA creant una deformació permanent evident com a ranures o marques. Aquestes sagnies proporcionen concentracions d'estrès que actuen com a llocs d'inici de les esquerdes durant el cicle de temperatura posterior o l'exposició química. Les esquerdes creixen des del punt de depressió a través de la paret de PFA provocant un col·lapse prematur. El mètode segur és utilitzar eslingues de tela (cintures de niló o polièster, d'amplada mínima de 50 mm) o bigues d'elevació encoixinades. No permeteu mai el contacte de les eslingues de cable amb el PFA. Les troballes de camp indiquen que els escalfadors aixecats per corda de filferro tenien taxes d'iniciació d'esquerdes entre 3 i 5 vegades més altes als llocs de sagnat que els escalfadors aixecats de la funda de teixit.

Comportament de sagnat i desenvolupament d'esquerdes
Quan una corda de filferro (6 mm de diàmetre, estructura 6×19) porta el pes d'un escalfador de 15 kg, la força es distribueix pels punts de contacte. L'àrea de contacte d'un embolcall sol ser de 50-200 mm2. La tensió de compressió és de 0,5 a 3,0 MPa per sota del límit de fluència. Però l'escalfador no es manté estàtic durant l'ascensor. Els oscil·lacions, els cops i la distribució desigual de la càrrega generen tensions localitzades màximes 3-10x de mitjana. Un impacte transitori (socta d'elevació) de 50 kg en un punt de contacte de fil d'1 mm 2 produeix 500 MPa per sobre de la resistència a la compressió de PFA. El PFA es deforma plàsticament i deixa una depressió permanent de 0,1-0,5 mm de profunditat. La deformació ràpida va induir l'enduriment per treball del polímer a la part inferior de la sagnat i les microesquerdes. La paret és localment aprimada per la depressió. Una boca de 0,3 mm en una paret de 2,0 mm redueix el gruix restant a 1,7 mm.

El PFA s'infla i es comprimeix en cicles tèrmics consecutius (escalfador apagat/activat). El sagnat és un concentrador d'esforços amb un factor de concentració de tensió teòric (Kt) de 3-10, depenent de la nitidesa de la dentada. Una dent llisa (Kt ≈ 3) augmenta la tensió tèrmica nominal (2–4 MPa) a 6–12 MPa, apropant-se al límit elàstic. Un sagnat pronunciat (Kt≈8) augmenta la tensió a 16-32 MPa, que és superior a la resistència a la fluència i condueix a l'aparició d'esquerdes. L'esquerda es propaga a través del gruix de la paret des del fons de la dentada en 100-1000 cicles tèrmics normalment. En entorns químics, la fractura es promou pel cracking per estrès ambiental (ESC). Un escalfador que podria durar 10.000 cicles sense sagnat podria fallar en 500 cicles si tingués una abolladura de cable.

Maneres correctes d'aixecar
Mètode d'elevació Pressió de contacte (típica, MPa) Risc de sagnat Velocitat d'inici d'esquerdes (en comparació amb la funda de tela) Recomanat per a vostè
Wire rope sling (6 mm) straight 10-50 (immediate), >100 al contacte Molt alt 3-5 vegades més alt Mai
Eslinga de cable amb mànega de goma (paret de 10 mm) 2–5 Mitjana (la mànega es comprimeix, però el filferro pot tallar-se) 2–3 vegades superior Només temporal
Eslinga de cadena directa 20–100Molt alta 5–8 vegades més altaMai Eslinga de niló (ample de 25 mm) 0,5 – 1,0 Baixa 1,0× (línea de base) poca calefacció lleugera
Eslinga de niló (50 mm d'ample) 0,2–0,5 Molt baix 0,8-1,0xEstàndard per a la majoria d'escalfadors
Biga d'elevació encoixinada especial<0.1 Negligible <0.5×Heavy, long, or crucial heaters
Coixinet d'elevació al buit Núm. (no en contacte) Cap 0× Només seccions llises rectes
Eslinga de teixit, recobert de PTFE o PFA 0,2–0,5 Molt baix 0,8–1,0× Plantes químiques (evitar la contaminació)
Inspecció i reparació
Comproveu acuradament la funda abans de la instal·lació si l'escalfador PFA s'ha aixecat amb eslingues de cable. Utilitzeu un augment de 5-10 x i una llum brillant. Cerca:

Sagnats o solcs visibles (moveu la punta dels dits sobre la superfície, les abolladures són tangibles)

Blanquejament per estrès (taques blanques o borroses al voltant de la sagnia causades per microesquerdes)

Rebaves aixecades o material desplaçat a la vora de la dent

Qualsevol dany superior a 0,2 mm o blanqueig per estrès és un motiu per rebutjar l'escalfador. Un escalfador amb marques superficials mínimes (0,1 mm de profunditat, sense blanquejament) pot ser adequat per a un servei de baix estrès (<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).

Dos mètodes de reparació mitiguen el risc en absència de rebuig: (1) Poliu la regió del sagnat amb paper de vidre fi (gran 400-600) per eliminar el blanquejament de l'estrès i suavitzar les vores aspres. Polit poc profund (profunditat de tall < 0,1 mm). (2) Col·loqueu un tros de cinta de PFA o PTFE a la boqueta perquè serveixi de barrera secundària. Cap de les dues remediacions retorna tota la força. L'escalfador té un major risc.

Investigació de camp
Sis escalfadors PFA idèntics (2,5 m de llarg, 12 kg, paret de 2,0 mm) es van col·locar en sis dipòsits de revestiment en una empresa química. Es van aixecar tres escalfadors amb eslingas de niló (50 mm d'amplada). A causa de la sol·licitud de la instal·lació, es van aixecar tres escalfadors mitjançant eslingues de cable (10 mm de diàmetre). Tots els escalfadors es van fer funcionar a 85 graus en un 15% de H2SO4 amb un cicle tèrmic diari (de 25 a 85 graus). Després de 18 mesos, els tres escalfadors aixecats per una corda de filferro van mostrar esquerdes a les zones de sagnat, com es va confirmar per la caiguda de la resistència d'aïllament (<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. La instal·lació va canviar el seu mètode d'instal·lació per evitar l'ús d'eslinges de cable i va obligar a utilitzar eslingues de tela per a totes les instal·lacions d'escalfadors de PFA. La taxa de fracàs va caure gairebé a zero.

Conclusió: no s'admeten eslingues de corda de filferro PFA
Les eslingues de cable no han d'estar en contacte directe amb un escalfador de PFA durant la instal·lació. L'elevat esforç de compressió localitzat (10-100+ MPa) provoca sagnats permanents que actuen com a concentradors d'esforços que redueixen la vida del cicle de calor en un 70-90% i inicien esquerdes que es propaguen per la paret. No utilitzeu mai eslinges de tela (cinturons de niló o polièster, amplada mínima de 50 mm) ni bigues d'elevació encoixinades. Quan les restriccions d'espai requereixen l'ús de cordes de filferro o eslingues de cadena, l'eslinga ha d'estar encoixinada amb un encoixinat de goma o silicona, un gruix mínim de 10 mm i la tensió ha de mantenir-se al mínim. Fins i tot amb encoixinat, comproveu si hi ha sagnats abans de la instal·lació. No val la pena arriscar-se amb un escalfador de 1.000 per una eslinga de cable de 20. La forma d'instal·lació és tan important per a la vida útil de l'escalfador com l'especificació del material. Incloeu mètodes d'elevació en els documents d'adquisició i els instal·ladors de trens Uns quants minuts de cura en el moment de la instal·lació estalvien mesos d'aturada innecessària. El filferro i el PFA no van bé. Si deixa una marca, vol dir que l'escalfador està condemnat a fallar aviat.