เหตุใดเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE จึงแตกตามแนวของเหลวในถังพร้อมสวิตช์ลูกลอย

ร้านชุบแห่งหนึ่งดึงเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE ออกจากถังชุบสังกะสีหลังจากใช้งานนานเก้าเดือน เครื่องทำความร้อนแสดงรอยแตกในแนวนอนตามแนวของเหลว-ขอบเขตระหว่างส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำและส่วนที่เปิดออก รอยแตกทะลุผ่าน PTFE และเผยให้เห็นปลอกโลหะ ถังมีสวิตช์ลูกลอยซึ่งควบคุมระดับของเหลว แต่สวิตช์มีแถบตายประมาณ 40 มม. และระดับจะวนขึ้นและลงผ่านด้านบนของเครื่องทำความร้อน

สวิตช์ลูกลอยเป็นอุปกรณ์ควบคุมระดับทั่วไปในถังชุบและถังแปรรูปเคมี เรียบง่าย เชื่อถือได้ และราคาไม่แพง แต่มีช่วงสัญญาณตายตัว-ระหว่างระดับ-การเปิดและปิด-การปิดเครื่อง- ซึ่งทำให้ระดับของเหลวมีความผันผวน หากเครื่องทำความร้อนอยู่ในตำแหน่งที่เส้นของเหลวตกอยู่ภายในแถบเดดแบนด์ เครื่องทำความร้อนจะหมุนเวียนระหว่างสถานะที่จมอยู่ใต้น้ำและเปิดออก และ PTFE จะแตกร้าวไปตามเส้นของเหลว

เหตุใด Liquid Line จึงเป็นโซนรวมความเครียด

เส้นของเหลวคือขอบเขตระหว่างส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำและส่วนที่สัมผัสของเครื่องทำความร้อน ส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำจะถูกทำให้เย็นลงโดยของเหลวในกระบวนการ ส่วนที่สัมผัสถูกระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่ามาก อุณหภูมิที่แตกต่างกันระหว่างทั้งสองส่วนสามารถอยู่ที่ 50–100 องศา

ส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำจะขยายตัวน้อยกว่าส่วนที่เปิดออก การขยายตัวส่วนต่างจะทำให้เกิดแรงเฉือนที่เส้นของเหลว ความเค้นกระจุกตัวอยู่ที่พื้นผิว PTFE ซึ่งโพลีเมอร์ถูกเชื่อมติดกับปลอกโลหะ การปั่นจักรยานซ้ำๆ ทำให้เกิดอาการเมื่อยล้า

การหมุนเวียนของระดับของเหลวและผลกระทบต่อการแตกร้าวของ PTFE ที่เส้นของเหลว

เหตุใดสวิตช์ลูกลอยจึงสร้างวงจรของเหลว

สวิตช์ลูกลอยทำงานโดยการเปิดหรือปิดวงจรเมื่อระดับของเหลวถึงจุดที่กำหนด สวิตช์มีเดดแบนด์-ระดับจะต้องลดลงถึงจำนวนหนึ่งก่อนที่สวิตช์จะปิดวาล์วเติม โดยทั่วไปแล้วเดดแบนด์จะมีขนาด 20–50 มม. ขึ้นอยู่กับการออกแบบสวิตช์

หากเครื่องทำความร้อนอยู่ในตำแหน่งที่เส้นของเหลวตกอยู่ภายในแถบเดดแบนด์ เครื่องทำความร้อนจะหมุนเวียนระหว่างสถานะที่จมอยู่ใต้น้ำและที่เปิดเผยในแต่ละรอบการเติม จำนวนรอบขึ้นอยู่กับการระเหยและอัตราการลาก- ในถังที่มีการระเหยสูง ระดับอาจหมุนเวียนหลายครั้งต่อวัน

เหตุใดจึงเกิดรอยแตกที่เส้นของเหลว

รอยแตกจะเกิดขึ้นที่เส้นของเหลวเนื่องจากเป็นจุดที่เกิดความเครียดสูงสุด PTFE ที่ท่อของเหลวอยู่ภายใต้ความแตกต่างของอุณหภูมิเต็มที่ระหว่างส่วนที่เปียกและแห้ง ความเค้นเฉือนจะกระจุกตัวอยู่ที่ส่วนต่อประสานโลหะ PTFE-

รอยแตกจะแพร่กระจายในแนวนอนตามแนวของเหลว อาจยังคงเป็นรอยแตกบนพื้นผิวเป็นเวลาหลายเดือน หรืออาจทะลุผ่าน PTFE และเผยให้เห็นโลหะ เมื่อโลหะถูกเปิดออก การกัดกร่อนก็เริ่มขึ้น และเครื่องทำความร้อนก็จะทำงานล้มเหลว

ป้องกันการแตกร้าวของเส้นของเหลว

การป้องกันที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการวางตำแหน่งเครื่องทำความร้อนเพื่อให้เส้นของเหลวอยู่ต่ำกว่าแถบเดดแบนด์ของสวิตช์ลูกลอย ด้านบนของส่วนที่ให้ความร้อนควรอยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวขั้นต่ำอย่างน้อย 75 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องทำความร้อนยังคงจมอยู่ใต้น้ำทั้งหมด แม้ว่าระดับจะอยู่ที่จุดต่ำสุดของแถบเดดแบนด์ก็ตาม

อินเตอร์ล็อคระดับต่ำ-ให้การป้องกันเพิ่มเติม อินเตอร์ล็อคจะตัดไฟที่ส่งไปยังฮีตเตอร์หากระดับลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่ปลอดภัย อินเตอร์ล็อคควรเป็นอิสระจากสวิตช์ลูกลอย และควรต้องรีเซ็ตด้วยตนเอง

เครื่องทำความร้อนที่มีส่วนให้ความร้อนสั้นกว่าซึ่งอยู่ต่ำกว่าเส้นของเหลวปกติจะช่วยป้องกันความผันผวนของระดับได้ หากถังมีความลึกเพียงพอ การวางตำแหน่งส่วนทำความร้อนไว้ที่ครึ่งล่างของถังจะช่วยให้ถังจมอยู่ใต้น้ำได้แม้ในช่วงที่ระดับน้ำลดลงอย่างมาก

มาตรการป้องกันการแตกร้าวของท่อของเหลวในถังที่มีสวิตช์ลูกลอย

เมื่อเส้นของเหลวแตกบ่งบอกถึงปัญหาการออกแบบ

เครื่องทำความร้อนที่แตกร้าวที่แนวของเหลวแม้จะมีตำแหน่งติดตั้งต่ำและอินเตอร์ล็อคระดับต่ำ- บ่งชี้ว่าแถบเดดแบนด์ของสวิตช์ลูกลอยมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการใช้งาน การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบกำหนดเองพร้อมส่วนที่ให้ความร้อนสั้นกว่า ตำแหน่งการติดตั้งที่ต่ำกว่า และอินเตอร์ล็อคระดับต่ำ- จะช่วยแก้ไขสาเหตุหลักของการแตกร้าวของท่อของเหลว กระบวนการกำหนดข้อกำหนดต้องใช้ขนาดของถัง แถบเดดแบนด์ของสวิตช์ลูกลอย ระดับของเหลวปกติและต่ำสุด และกำลังไฟที่ต้องการ สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีการควบคุมระดับสวิตช์ลูกลอย วิธีการเฉพาะของแอปพลิเคชัน-นี้ช่วยลดการแตกร้าวของท่อของเหลวและยืดอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน