Pika metallist sukelküttekeha võib olla raske ja ebamugav paigaldada, eriti pea kohal või kitsastes kohtades. PTFE-küttekehad on seevastu üllatavalt kerged. See erinevus tuleneb materjalide fundamentaalsest tihedusest ja sellel on tegelikud-mõjud paigaldamise, käsitsemise ja mehaanilise toe nõuetele.
Tiheduse võrdlus: PTFE versus tavalised metallkesta materjalid
Tihedus{0}}materjali mass ruumalaühiku kohta-määrab otseselt etteantud mõõtmetega küttekeha omakaalu. PTFE tihedus on ligikaudu2,15–2,20 grammi kuupsentimeetri kohta (g/cm³). Roostevaba teras, üks levinumaid tööstuslike sukelküttekehade metallkesta materjale, on tihedusega ligikaudu7,8–8,0 g/cm³. Incoloy (nikkel-raud-kroomisulam) on veidi tihedam, ligikaudu 8,1–8,4 g/cm³. Mõnes spetsiaalses küttekehas kasutatava vase tihedus on umbes 8,96 g/cm³.
Sama välisläbimõõdu ja seinapaksusega PTFE-kate kaalub seega ligikaudu veerandi roostevabast terasest ümbrisest. Näiteks 1-meetrine PTFE-toru, mille välisläbimõõt on 20 mm ja seinapaksus 2 mm, kaalub umbes 0,25 kg, samas kui identne roostevabast terasest toru kaalub umbes 0,95 kg. See neljakordne kaaluerinevus kaalub lineaarselt pikkusega.
Kaalu mõju küttekeha konstruktsioonile ja põhikomponentidele
Tasub arvestada, et PTFE sukelsoojendi ei ole täielikult valmistatud PTFE-st. Kütteelement koosneb metallist takistustraadist (tavaliselt nikkel-kroom või vask-niklisulam), mis on põimitud PTFE sisse või sellega ümbritsetud. Mõnel konstruktsioonil on ka metallsüdamik või siinivarras elektrilise ühendamise jaoks. Need metallkomponendid lisavad kogu sõlmele kaalu.
Sellest hoolimata onPTFE küttekeha kaal vs metallkestvõrdlus on PTFE suhtes väga soodne. Metallist südamik on ümbrise materjaliga võrreldes suhteliselt väikese mahuga, eriti pikemate küttekehade puhul, kus kest moodustab suurema osa välismahust. Teatud võimsuse ja pikkusega täielik PTFE-kattega küttekeha kaalub tavaliselt 30–40% samaväärsest samaväärsest metallist mantliga (roostevaba teras või Incoloy) samade füüsiliste mõõtmetega küttekehast.
| Küttekeha tüüp | Katte materjal | Ligikaudne kaal meetri kohta (20 mm OD, 2 mm sein, välja arvatud sisemine traat) | Suhteline kaal (PTFE=1×) |
|---|---|---|---|
| PTFE-kattega | PTFE (tihedus 2,2 g/cm³) | ~0,25 kg | 1× |
| Roostevabast terasest mantel | SS 316 (tihedus 8,0 g/cm³) | ~0,95 kg | ~3.8× |
| Incoloy-ümbrisega | Incoloy 800 (tihedus 8,1 g/cm³) | ~0,96 kg | ~3.8× |
| Vaskümbrisega | Vask (tihedus 8,96 g/cm³) | ~1,06 kg | ~4.2× |
Märkus. Küttekeha tegelik kaal sisaldab sisemist takistustraadi ja otsteid, kuid proportsionaalsed erinevused jäävad samaks.
Praktilised käsitsemise eelised paigaldamise ajal
PTFE-küttekehade väiksema kaalu märkimisväärne eelis on käsitsemise lihtsus paigaldamise ajal. 3 meetri pikkune roostevabast terasest sukelküttekeha võib kaaluda 5 kg või rohkem ning selle ohutuks positsioneerimiseks on vaja kahte paigaldajat või mehaanilisi tõsteseadmeid. Sama pikkuse ja läbimõõduga PTFE-küttekeha kaalub ligikaudu 1,3 kg, millega saab mugavalt hakkama üks tehnik.
See kaalulangus toob kaasa mitmeid konkreetseid eeliseid:
Paigalduspersonali vähenenud füüsiline koormus– Pikkade ja raskete küttekehade tõstmine ja manööverdamine oma kohale, eriti läbi paagiavade või käiguteede kohal, väsitab vähem ja sellega kaasneb väiksem oht küttekeha mahakukkumiseks või kahjustamiseks.
Lihtsustatud paigaldus- ja tuginõuded– Kergemad küttekehad avaldavad paagi velgedele, äärikutele, kinnitusklambritele ja vaheseinte liitmikele väiksemat staatilist koormust. Plastmahutites või õhukeseseinalistes anumates minimeerib see vähendatud koormus ääriku roomamise või lokaalse pinge pragunemise riski.
Lihtsam joondamine ja reguleerimine– Kergekaalulise PTFE-soojendi paigutamine, et saavutada optimaalne sukeldumissügavus või paagi seintest vabanemine, nõuab vähem pingutust ja seda saab sageli teha ilma tööriistadeta.
Praktikas teatavad hooldusmeeskonnad sageli, et ebaõnnestunud metallkestaga -küttekeha asendamine võrreldava võimsusega PTFE-soojendiga muudab paigaldusprotsessi märgatavalt lihtsamaks, isegi kui PTFE-küttekeha on füüsiliselt pikem (eelmistes artiklites käsitletud väiksema lubatud vattiheduse tagajärg).
Kaalu vähendamine on kõige olulisem suuremate ja pikemate küttekehade puhul
PTFE kaalueelis muutub küttekeha pikkuse kasvades järjest selgemaks. 6-meetrine (umbes 20 jala) PTFE-sukelsoojendi võib kaaluda 2,5 kg, samas kui samaväärne roostevabast terasest küttekeha kaaluks peaaegu 10 kg. Väga pikkade küttekehade puhul, mida kasutatakse sügavates mahutites või plaadistusvannides, võib see erinevus määrata, kas paigaldus nõuab tõstukit, spetsiaalseid tellinguid või kahe inimese käsitsemist.
Lisaks mõjutab saatmiskulusid otseselt kaal. Kümme PTFE-soojendit sisaldav kaubaalus võib kaaluda 70% vähem kui sama kogus metallkestaga -soojendit, vähendades veokulusid ja muutes õhutranspordi elujõulisemaks võimaluseks kiireloomuliste asendamiste jaoks.
Piirangud ja kaalutlused
Kuigi PTFE-küttekehade väike kaal on valdavalt kasulik, väärivad märkimist mõned praktilised ettevaatusabinõud. PTFE on metalliga võrreldes suhteliselt pehme materjal. Kerge ümbris on karmi käsitsemise ajal vastuvõtlikum juhuslikele sisselõigetele, hõõrdumisele või läbitorkamisele. Paigaldusprotseduurid peaksid seetõttu rõhutama hoolikat käsitsemist,-vältides kütteseadme lohistamist üle paagi teravate servade või mantlile astumist,-kuigi kerge kaal võib soodustada juhuslikku ravi.
Lisaks, kuna PTFE-soojendid on kergemad, ei pruugi need tunduda nii "olulised" kui metallsoojendid. See arusaam põhjustab mõnikord muret vastupidavuse pärast, kuid korralikult valmistatud PTFE-küttekehad on õige käsitsemise korral vastupidavad ja pakuvad suurepärast keemilist vastupidavust.
Järeldus: kerge disain lihtsustab paigaldamist ja vähendab tugivajadusi
Põhiline tiheduse erinevus PTFE (≈2,2 g/cm³) ja metallkesta materjalide, nagu roostevaba teras (≈8,0 g/cm³) vahel tähendab, et identsete mõõtmetega PTFE-soojendi kaalub ligikaudu veerandi selle metallist vastest. See kaalulangus on kõige olulisem pikemate küttekehade puhul, kus käsitsemine ja paigaldamine muutuvad üha keerulisemaks.
PTFE-soojendite kerge olemus lihtsustab paigaldamist,{0}}võimaldab käsitsemist ühe tehnikuga, vähendab pinget ja vähendab paagi velgede ja kronsteinide mehaanilise toe vajadust. Samuti vähenevad saatmiskulud. Sukelküttekehade materjalivalik ei mõjuta mitte ainult keemilist ühilduvust ja termilist jõudlust, vaid ka praktilisi paigaldustegureid, nagu kaal, käsitsemise lihtsus ja paigaldusriistvara nõuded. Rakendustes, kus küttekehasid vahetatakse sageli, paigaldatakse ülaosale või ehitatakse kerge paak, pakub PTFE madal tihedus selge ja väärtusliku eelise.
