Повреда на заваръчната линия
PTFE топлообменната тръба се произвежда чрез екструдиране на паста: прахът от PTFE смола се смесва със смазка, уплътнява се в заготовка и се екструдира през матрица. Процесът на екструдиране формира тръбата от два потока PTFE, които текат около дорника на матрицата и се съединяват отново от противоположната страна. Повторното свързване създава заваръчна линия-равнина, където двата потока се срещат и се сливат под налягане и топлина по време на последващото синтероване.
В правилно произведена тръба заваръчната линия е толкова здрава, колкото и околният материал. Полимерните вериги дифундират взаимно през интерфейса и синтерованата структура е хомогенна. Въпреки това, ако условията на екструдиране не са оптимални-недостатъчно налягане, неадекватна температура, замърсена смола-заваръчната линия може да е по-слаба от основния материал. При продължително обръчно напрежение от вътрешно налягане на пара, слабата заваръчна линия може да се отдели, което води до надлъжно разцепване по дължината на тръбата.
Фактори за цялост на заваръчната линия
Няколко фактора в производствения процес влияят върху здравината на заваръчната линия. Налягането при екструдиране трябва да бъде достатъчно, за да принуди двата PTFE потока да влязат в плътен контакт преди синтероване. Твърде ниското налягане оставя микроскопични кухини на интерфейса, които стават места за започване на пукнатини. Смазката трябва да бъде напълно отстранена преди синтероване-остатъчната смазка се изпарява по време на синтероването и може да наруши заваръчния шев. Температурата и времето на синтероване трябва да са достатъчни, за да позволят дифузия на полимерната верига през интерфейса.
Заваръчната линия не се вижда в готовата тръба при нормална проверка. Може да се разкрие чрез изрязване на напречен-срез и изследването му под микроскоп с поляризирана светлина, което показва разлики в ориентацията на полимера в равнината на заварката. Тестването за разрушително разрушаване на проби от тръби, с наблюдение на местоположението на повредата, разкрива дали заваръчната линия е слабото място. В добре-направена тръба разрушаването на спукване е произволно-не за предпочитане на заваръчната линия. В тръба със слаба заваръчна линия повредата последователно следва заваръчния шев.
| Индикатор за качество | Приемливо | неприемливо |
|---|---|---|
| Видимост на заваръчната линия при поляризирана светлина | Слаби или невидими | Ясна линия; различен цвят |
| Местоположение на неуспешен тест за разрушаване | Случаен; не корелира с линията на заваряване | >80% от повреди на заваръчната линия |
| Налягане на спукване на заваръчната линия спрямо основния материал | По-голяма или равна на 90% от якостта на основния материал | < 80% of base material strength |
| Празнини на заваръчната линия (микроскопия-на напречно сечение) | Няма | Видими кухини или порьозност |
| Качество на синтероване при заваряване | Напълно слят; без граници на частиците | Виждат се частично синтеровани частици |
Качествен контрол и превенция
Предотвратяването на надлъжно разцепване на заваръчната линия започва с контрола на качеството от производителя на тръбата. Производителят трябва да извърши изпитване за разрушаване на проби от всяка производствена партида и да докаже, че повредите не са за предпочитане на заваръчната линия. Трябва да се предостави сертификат за съответствие, посочващ, че тръбите отговарят на ASTM D4895 или еквивалент, със специално позоваване на целостта на заваръчната линия.
За критични приложения-високо налягане на парата, дълъг необходим експлоатационен живот, труден достъп за подмяна-купувачът може да посочи проба от тръби от производствената партида да бъде тествана за разрушаване-и местата на повреда да бъдат документирани. Допълнителните разходи за това тестване са малки в сравнение с разходите за преждевременна повреда на тръбата при обслужване.
Ако е настъпило надлъжно разцепване по време на експлоатация, повредената тръба трябва да се анализира, за да се определи дали повредата е следвала заваръчната линия. Ако е така, производителят на тръби трябва да бъде уведомен и останалите тръби от тази партида трябва да бъдат проверени или заменени.
Маржът на дизайна
Дори при линия на заваръчния шев с приемлива якост, обръчното напрежение в тръбата трябва да бъде ограничено, за да осигури граница срещу всяка локална слабост. За модифициран PTFE проектното напрежение на обръча не трябва да надвишава 2,5-3,0 MPa за 10-годишен експлоатационен живот при работна температура. Това ниво на напрежение осигурява граница на безопасност срещу разрушаване на заваръчната линия, дори ако якостта на заваръчната линия е в долния край на допустимия диапазон.
Резюме
Надлъжното разцепване в PTFE топлообменните тръби се причинява от слаба екструзионна заваръчна линия от неоптимални условия на производство. Предотвратяването е чрез контрол на качеството от производителя-изпитване на спукване с документация за местоположението на повредата-и консервативни маржове на дизайна на напрежението на обръча. Повредените тръби трябва да се анализират, за да се потвърди механизмът на повреда на заваръчната линия. Резервните тръби от засегнатите партиди трябва да бъдат проверени или заменени.
Инженерна поддръжка за спецификация на качеството на PTFE тръба и анализ на неизправностите е достъпна при подаване на проби от тръби, работни условия и документация за качество на производителя.
