เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มขนาดยาวที่ทำจากโลหะอาจติดตั้งได้หนักและไม่สะดวก โดยเฉพาะในตำแหน่งเหนือศีรษะหรือ{0}}ทางเข้าที่คับแคบ ในทางตรงกันข้าม เครื่องทำความร้อน PTFE มีน้ำหนักเบาอย่างน่าประหลาดใจ ความแตกต่างนี้เกิดจากความหนาแน่นพื้นฐานของวัสดุ และ-มีผลกระทบต่อโลกจริงสำหรับข้อกำหนดในการติดตั้ง การจัดการ และการสนับสนุนทางกล
การเปรียบเทียบความหนาแน่น: PTFE กับวัสดุเปลือกโลหะทั่วไป
ความหนาแน่น-มวลต่อหน่วยปริมาตรของวัสดุ-จะกำหนดน้ำหนักที่แท้จริงของปลอกเครื่องทำความร้อนตามขนาดที่กำหนดโดยตรง PTFE มีความหนาแน่นประมาณ2.15 ถึง 2.20 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (g/cm³). เหล็กกล้าไร้สนิม ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุเปลือกโลหะที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มอุตสาหกรรม มีความหนาแน่นประมาณ7.8 ถึง 8.0 ก./ซม.3. อินคอลอย (โลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียม) มีความหนาแน่นมากกว่าเล็กน้อยที่ประมาณ 8.1 ถึง 8.4 กรัม/ซม.³ ทองแดงที่ใช้ในเครื่องทำความร้อนแบบพิเศษบางชนิดมีความหนาแน่นประมาณ 8.96 g/cm³
ปลอก PTFE ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนังเท่ากันจึงมีน้ำหนักประมาณหนึ่ง{0}}ในสี่ของปลอกสแตนเลส ตัวอย่างเช่น ท่อ PTFE ความยาว 1 เมตรที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 20 มม. และความหนาของผนัง 2 มม. มีน้ำหนักประมาณ 0.25 กก. ในขณะที่ท่อสแตนเลสที่เหมือนกันจะมีน้ำหนักประมาณ 0.95 กก. ความแตกต่างของน้ำหนักสี่เท่านี้จะปรับขนาดเป็นเส้นตรงตามความยาว
ผลกระทบของน้ำหนักสำหรับโครงสร้างเครื่องทำความร้อนและส่วนประกอบหลัก
ควรพิจารณาว่าเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ไม่ได้ทำจาก PTFE ทั้งหมด องค์ประกอบความร้อนประกอบด้วยลวดต้านทานโลหะ (โดยทั่วไปคือนิกเกิล-โครเมียมหรือทองแดง-โลหะผสมนิกเกิล) ที่ฝังอยู่ภายในหรือล้อมรอบด้วย PTFE การออกแบบบางแบบยังรวมแกนโลหะหรือบัสบาร์สำหรับการต่อสายไฟฟ้าด้วย ส่วนประกอบโลหะเหล่านี้เพิ่มน้ำหนักให้กับการประกอบโดยรวม
อย่างไรก็ตามน้ำหนักเครื่องทำความร้อน PTFE เทียบกับปลอกโลหะการเปรียบเทียบยังคงเป็นที่นิยมอย่างมากกับ PTFE แกนโลหะมีปริมาตรค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับวัสดุเปลือก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องทำความร้อนที่ยาวกว่าซึ่งเปลือกถือเป็นปริมาตรภายนอกส่วนใหญ่ เครื่องทำความร้อนแบบมีเปลือก PTFE ที่สมบูรณ์ซึ่งมีอัตรากำลังและความยาวที่กำหนด โดยทั่วไปจะมีน้ำหนักระหว่าง 30% ถึง 40% ของเครื่องทำความร้อนแบบมีเปลือกโลหะทั้งหมด (สแตนเลสหรืออินคอลอย) ที่เทียบเท่ากันซึ่งมีขนาดทางกายภาพเท่ากัน
| ประเภทเครื่องทำความร้อน | วัสดุเปลือก | น้ำหนักโดยประมาณต่อเมตร (OD 20 มม. ผนัง 2 มม. ไม่รวมสายภายใน) | น้ำหนักสัมพัทธ์ (PTFE=1×) |
|---|---|---|---|
| หุ้มด้วย PTFE | PTFE (ความหนาแน่น 2.2 ก./ซม.) | ~0.25กก | 1× |
| หุ้มด้วยสแตนเลส | SS 316 (ความหนาแน่น 8.0 ก./ซม.) | ~0.95กก | ~3.8× |
| หุ้มด้วยอินคอลอยย์ | อินคอลอยย์ 800 (ความหนาแน่น 8.1 ก./ซม.) | ~0.96 กก | ~3.8× |
| หุ้มด้วยทองแดง | ทองแดง (ความหนาแน่น 8.96 ก./ซม.) | ~1.06กก | ~4.2× |
หมายเหตุ: น้ำหนักเครื่องทำความร้อนตามจริงรวมถึงลวดต้านทานภายในและส่วนปลาย แต่ความแตกต่างตามสัดส่วนยังคงใกล้เคียงกัน
ประโยชน์ในการจัดการจริงระหว่างการติดตั้ง
ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของน้ำหนักที่ต่ำกว่าของเครื่องทำความร้อน PTFE คือความสะดวกในการจัดการระหว่างการติดตั้ง เครื่องทำความร้อนแบบแช่สแตนเลสความยาว 3 เมตรสามารถรับน้ำหนักได้ 5 กก. ขึ้นไป ซึ่งต้องใช้ผู้ติดตั้งสองคนหรืออุปกรณ์ช่วยยกแบบกลไกเพื่อการวางตำแหน่งที่ปลอดภัย เครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันจะมีน้ำหนักประมาณ 1.3 กก. ซึ่งสามารถจัดการได้อย่างสะดวกสบายโดยช่างเทคนิคเพียงคนเดียว
การลดน้ำหนักนี้ทำให้เกิดประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมหลายประการ:
ลดความเครียดทางกายภาพของบุคลากรในการติดตั้ง– การยกและการเคลื่อนย้ายเครื่องทำความร้อนที่หนักและยาวให้เข้าที่ โดยเฉพาะผ่านทางช่องเปิดของถังหรือเหนือแคทวอล์ก ช่วยให้เกิดความเมื่อยล้าน้อยลง และมีความเสี่ยงต่ำที่จะทำให้เครื่องทำความร้อนหล่นหรือเสียหาย
ข้อกำหนดการติดตั้งและการรองรับที่ง่ายขึ้น– เครื่องทำความร้อนที่เบากว่ากำหนดภาระคงที่ที่ต่ำกว่าบนขอบถัง หน้าแปลน ขายึด และอุปกรณ์กั้น ในถังพลาสติกหรือภาชนะที่มีผนังบาง- น้ำหนักที่ลดลงนี้จะช่วยลดความเสี่ยงของการคืบของหน้าแปลนหรือการแตกร้าวจากความเค้นเฉพาะที่
การจัดตำแหน่งและการปรับแต่งที่ง่ายขึ้น– การวางตำแหน่งเครื่องทำความร้อน PTFE น้ำหนักเบาเพื่อให้ได้ความลึกหรือระยะห่างที่เหมาะสมในการแช่จากผนังถังต้องใช้ความพยายามน้อยลง และมักจะทำได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือ
ในทางปฏิบัติ ทีมบำรุงรักษามักรายงานว่าการเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนแบบมีเปลือกโลหะ-ที่เสียด้วยเครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีพิกัดกำลังไฟเท่ากัน ส่งผลให้กระบวนการติดตั้งง่ายขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แม้ว่าเครื่องทำความร้อน PTFE จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าก็ตาม (ผลที่ตามมาคือความหนาแน่นของวัตต์ที่อนุญาตต่ำกว่าที่กล่าวถึงในบทความก่อนหน้านี้)
การลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับเครื่องทำความร้อนที่ใหญ่และยาวขึ้น
ข้อได้เปรียบด้านน้ำหนักของ PTFE จะเด่นชัดมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อความยาวของตัวทำความร้อนเพิ่มขึ้น เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ขนาด 6 เมตร (ประมาณ 20 ฟุต) อาจมีน้ำหนัก 2.5 กก. ในขณะที่เครื่องทำความร้อนที่ทำจากสแตนเลสที่เทียบเท่ากันจะมีน้ำหนักเกือบ 10 กก. สำหรับเครื่องทำความร้อนที่ยาวมากที่ใช้ในถังน้ำลึกหรืออ่างชุบ ความแตกต่างนี้สามารถกำหนดได้ว่าการติดตั้งต้องใช้รอก นั่งร้านแบบพิเศษ หรือการจัดการสองคน-
นอกจากนี้ ค่าจัดส่งยังได้รับผลกระทบโดยตรงจากน้ำหนักอีกด้วย พาเลทที่มีเครื่องทำความร้อน PTFE สิบเครื่องอาจมีน้ำหนักน้อยกว่าเครื่องทำความร้อนแบบหุ้มโลหะ-ในปริมาณเท่ากันถึง 70% ซึ่งช่วยลดค่าขนส่งและทำให้การขนส่งทางอากาศเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้มากขึ้นสำหรับการเปลี่ยนทดแทนอย่างเร่งด่วน
ข้อจำกัดและข้อควรพิจารณา
แม้ว่าเครื่องทำความร้อน PTFE น้ำหนักเบาจะมีประโยชน์อย่างล้นหลาม แต่ก็มีข้อควรระวังในทางปฏิบัติบางประการที่ควรคำนึงถึง PTFE เป็นวัสดุที่ค่อนข้างอ่อนเมื่อเทียบกับโลหะ ปลอกน้ำหนักเบามีแนวโน้มที่จะถูกบาด เสียดสี หรือเจาะโดยไม่ตั้งใจมากกว่าระหว่างการใช้งานที่สมบุกสมบัน ขั้นตอนการติดตั้งจึงควรเน้นการจัดการอย่างระมัดระวัง-หลีกเลี่ยงการลากเครื่องทำความร้อนข้ามขอบถังที่แหลมคมหรือเหยียบบนฝัก-แม้ว่าน้ำหนักเบาอาจสนับสนุนการดูแลแบบไม่เป็นทางการก็ตาม
นอกจากนี้ เนื่องจากเครื่องทำความร้อน PTFE มีน้ำหนักเบา จึงอาจไม่รู้สึกว่า "สำคัญ" เท่ากับเครื่องทำความร้อนโลหะ การรับรู้นี้บางครั้งนำไปสู่ความกังวลเกี่ยวกับความทนทาน แต่เครื่องทำความร้อน PTFE ที่ผลิตอย่างเหมาะสมจะแข็งแกร่งเมื่อใช้งานอย่างถูกต้อง และให้ความทนทานต่อสารเคมีที่เหนือกว่า
สรุป: การออกแบบที่มีน้ำหนักเบาช่วยลดความยุ่งยากในการติดตั้งและลดข้อกำหนดการสนับสนุน
ความแตกต่างความหนาแน่นพื้นฐานระหว่าง PTFE (µ2.2 g/cm3) และวัสดุเปลือกโลหะ เช่น สแตนเลส (µ8.0 g/cm³) หมายความว่าเครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีขนาดเท่ากันจะมีน้ำหนักประมาณหนึ่งในสี่ของตัวทำความร้อนที่เป็นโลหะ การลดน้ำหนักนี้สำคัญที่สุดสำหรับเครื่องทำความร้อนที่มีขนาดยาวขึ้น ซึ่งการจัดการและการติดตั้งกลายเป็นเรื่องที่ท้าทายมากขึ้น
ลักษณะที่มีน้ำหนักเบาของเครื่องทำความร้อน PTFE ช่วยให้การติดตั้ง-ง่ายขึ้น{0}}ทำให้สามารถจัดการโดยช่างเทคนิคคนเดียว ลดความเครียด และลดความต้องการการสนับสนุนทางกลบนขอบล้อถังและฉากยึด ค่าขนส่งก็ลดลงด้วย การเลือกใช้วัสดุสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไม่เพียงส่งผลต่อความเข้ากันได้ทางเคมีและประสิทธิภาพทางความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัจจัยในการติดตั้งในทางปฏิบัติ เช่น น้ำหนัก ความง่ายในการจัดการ และข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ในการติดตั้ง สำหรับการใช้งานที่ต้องเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนบ่อยครั้ง การติดตั้งเหนือศีรษะ หรือมีการสร้างถังน้ำหนักเบา ความหนาแน่นต่ำของ PTFE ให้ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนและมีคุณค่า
