Häire sobitamise dilemma
Toru lehe auku sisestatud ja paisumisega kinnitatud PTFE toru peab haarduma ava seinaga piisavalt tihedalt, et see oleks tihendatud sisemise aururõhu vastu, kuid mitte nii tihedalt, et paisutatud torus esinev rõngaspinge ületaks materjali pingepragunemise läve. Piisava haarde ja kahjustava interferentsi vahet mõõdetakse kümnendikku millimeetrites.
PTFE on torude -to-vaheliste lehtede liitekohtade jaoks eriline väljakutse, kuna materjal voolab külm{2}} pideva surve all. Paigaldamisel pingul ja lekkevaba-sobivus võib töötemperatuuril nädalate jooksul lõdvestuda, kui PTFE eemaldub kontaktrõhust. Liigend hakkab lekkima. Kiusatus on suurendada esialgset interferentsi, et võimaldada lõdvestumist,-kuid see riskib kohese pinge lõhenemisega üle{8}}paisumisest.
Maksimaalne lubatud interferents on diametraalse ülemõõdu aste, mis pingestab PTFE-d veidi alla selle pingepragunemise piiri maksimaalse eeldatava töötemperatuuri juures.
Stressi lõhenemise mehhanism
PTFE pingepragunemine tekib siis, kui materjalile avaldatakse kõrgemal temperatuuril tõmbepinget, mis ületab ligikaudu 2–3%. Tüvi avab kristalsete domeenide vahel mikroskoopilised tühimikud. Need tühimikud kasvavad aja jooksul püsiva pinge all, ühinedes lõpuks nähtavateks pragudeks.
Toru -to-toru lehe paisumisvuugi puhul on esmaseks pingeks toru seina rõngaspinge laiendatud sektsioonis. Toru ID surutakse üle suurema läbimõõduga (paisutööriist või torulehe auk koos vahetükiga). Toruseina välimised kiud venivad. Rõnga tüvi on: ε=(Laiendatud - Doriginal) / Doriginal.
10 mm läbimõõduga PTFE torude puhul, mis on laiendatud 10,8 mm läbimõõduga torulehe auguks, on diameetri laienemine 0,8 mm. Rõnga pinge on 0,8/10=8%. See ületab kaugelt 2-3% ohutu piiri ja puruneb toru – kui mitte kohe, siis töötemperatuuril nädalatega.
Tabel 1: Maksimaalne lubatud häirete sobivus PTFE-toru-–-torulehtede liitekohtadele
| Toru OD (mm) | Torusein (mm) | Toru lehe ava ID (mm) | Diameetriline interferents (mm) | Hoop pinge (%) | Stress-pragude oht | Soovitatav teenindus |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | 1.0 | 8.0 (null kliirens) | 0 | 0 | Mitte ühtegi | Vajab sekundaarset tihendit |
| 8 | 1.0 | 8.1 | 0.1 | 1.25 | Mitte ühtegi | Madal{0}}rõhk (< 2 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.2 | 0.2 | 2.5 | Madal (pideva teenuse piirang) | Üldteenus (kuni 4 barg) |
| 8 | 1.0 | 8.3 | 0.3 | 3.75 | Mõõdukas (ei ole soovitatav) | Ei soovita |
| 10 | 1.0 | 10.0 | 0 | 0 | Mitte ühtegi | Vajab sekundaarset tihendit |
| 10 | 1.0 | 10.15 | 0.15 | 1.5 | Mitte ühtegi | Madal{0}}rõhk |
| 10 | 1.0 | 10.25 | 0.25 | 2.5 | Madal (pideva teenuse piirang) | Üldteenus (kuni 4 barg) |
| 12 | 1.2 | 12.3 | 0.3 | 2.5 | Madal (pideva teenuse piirang) | Üldteenus |
Teisese pitseri nõue
Kuna PTFE maksimaalne ohutu häire on piiratud ligikaudu 2,5% rõnga pingega, on ainuüksi paisumisest tulenev haardejõud tagasihoidlik. Töötemperatuuril vähendab roomamise lõdvestamine seda jõudu veelgi. Usaldusväärseks pikaajaliseks-lekke-tiheduseks on vaja sekundaarset tihendimehhanismi.
Kõige tavalisem sekundaarne tihend on surveliitmik: toru läbib torulehte ja mutter surub PTFE-ümbrise toru OD külge. Tihendi tagab ümbris; toru leht annab mehaanilise kinnituse. Toru ja torulehe ava vaheline interferents seatakse seejärel nullile (kliirens sobivus) või minimaalseks, välistades täielikult pingete pragunemise ohu.
Alternatiivsete sekundaarsete tihendite hulka kuuluvad laienevad toruotsad, mis asetsevad vastu koonilise toru lehepinda, ja O{0}}rõngastihendid torulehe ava soontes. Mõlemad lähenemisviisid eraldavad tihendusfunktsiooni toru laiendamise funktsioonist.
Termiline jalgrattaefekt
Iga soojustsükkel ümbritsevast töötemperatuurist lisab venitustsükli laiendatud toruosale. PTFE toru paisub radiaalselt rohkem kui toru leht (kui leht on metallist või muust polümeerist), muutes interferentsi sobivust. Ühendus, mis on toatemperatuuril vaba, võib muutuda temperatuuril häirivaks sobituseks või vastupidi.
Ühenduse konstruktsioon peab selle tsüklilise mõõtmete muutusega arvestama, ületamata 2,5% deformatsioonipiiri mis tahes termilise tsükli punktis. PTFE toru lehtedes olevate PTFE torude puhul paisuvad materjalid sama kiirusega ja häired on stabiilsed. Metallist või PVDF-lehtedest PTFE-torude puhul tuleb arvutada diferentsiaalpaisumine.
Kokkuvõte
Maksimaalne lubatud diametraalne interferents PTFE-torude -to{1}}torude lehtede ühenduste korral on 2,5% toru läbimõõdust, mis vastab ligikaudu 0,2 mm 8 mm läbimõõduga torude ja 0,25 mm 10 mm läbimõõduga torude puhul. See piirang hoiab ära pingelõhenemise, mis tuleneb rõnga liigsest pingest kõrgendatud temperatuuril.
Usaldusväärseks tihendamiseks on vaja sekundaarset mehhanismi-surverõngast, laienevat liigendit või O-rõngast-, kuna piiratud interferents tagab vaid tagasihoidliku haardejõu, mis lõdvestub aja jooksul temperatuuril veelgi. Kui toru ja toru leht on erinevatest materjalidest, peab liitekonstruktsioon arvestama erineva soojuspaisumisega.
PTFE-torude -to-torude lehtede liitekujunduse tehnilised spetsifikatsioonid on saadaval pärast toru mõõtmete, torulehe materjali ja paksuse, töötemperatuuri ja -rõhu ning nõutava kasutusea esitamist.
