PTFE 熱交換器を損傷せずに適切に取り付けて接続する方法

PTFE 熱交換器はしっかりと固定され、パイプは強い力で所定の位置に引き込まれます。 PTFE ライニングは数週間でノズル部分で破損します。理由？熱膨張応力。ラインから外れた配管。正しく設置するには、可動性を考慮する必要があります。
PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) は、厳しい化学的用途に対する耐食性においては比類のないものですが、その機械的挙動を尊重する必要があります。この材料の線熱膨張係数は炭素鋼の約 10 倍です (鋼の場合は 10 ～ 12 × 10-6/度であるのに対し、約 100 ～ 120 × 10-6/度)。 PTFE ライニングは、プロセス温度が周囲条件から作業条件に移行する際に大きく膨張しますが、スチール シェルの膨張ははるかに小さくなります。熱交換器が固定され、ノズルがしっかりと取り付けられている場合、成長差によりせん断応力と引張応力が誘発され、ライニングの伸び限界をすぐに超えます。これにより、ノズル ネックの半径方向の亀裂、フランジ面の歪み、または圧力サイクル下で広がる微小な裂け目が発生します。-漏れのないインストールは、-ストレスのないインストールです。-したがって、設置者の責任は、ノズルをプロセスパイプと位置合わせした状態を維持しながら、軸方向および横方向に呼吸できるようにユニットを設置することです。
まずは基礎から始めましょう。熱交換器を固定拘束具ではなく、スライド式サポートの上に置きます。標準的な方法では、交換器の脚と鋼製サポート ビームの間に PTFE スライド プレートまたは低摩擦ベアリング パッドを使用します。これにより、シェルは摩擦で苦労することなく拡張および圧縮されます。交換器を下げる前に、高品質の機械工用レベルまたはレーザー位置合わせツールを使用して、サポート構造が正確に水平であることを確認してください。 1 メートルあたり 1 mm を超えるずれがあると、荷重が不均一になる可能性があります。すべての点で均等に重量を分散してサポートします。シェルまたはチャネルの下に点荷重を加えないでください。基礎の小さな異常は、足の下のシムまたは調整可能なジャッキネジで補われます。熱交換器がスライド サポート内にあるときは、シェルを構造物に溶接したりボルトで固定したりしないでください。代わりに、横方向の動きを制限しながら血管軸に沿った自由な縦方向の動きを可能にする軸方向のガイド レールまたはストップ ブロックを使用します。 PTFE は高温になると膨張し、動く余地を与えます。

交換器を所定の位置に設置して水平にしたら、次のステップはノズルの位置合わせです。交換器のノズルに合わせてプロセス配管に負担をかけないでください。まずは配管を通常のラインに引き込みます。フランジ面がボルト直径 25 mm あたりそれぞれ 1.5 mm および 0.5 mm 以内に平行かつ同心になるように、スプールピースを一時的な調整可能なパイプサポートまたはチェーンフォールに配置します (ライニング機器の業界規制)。隙間ゲージを使用して、円周上の数か所の隙間を測定します。位置ずれがある場合は、パイプを叩いたりウィンチしたりするのではなく、配管サポートまたは交換器の脚を調整して修正してください。 3 mm の小さな位置ずれによって曲げモーメントが発生し、ライナーがスチールに接着または機械的に固定されているノズルスロート部の薄い PTFE ライニングに応力を正確に局所的に集中させることができます。
位置を合わせたら、適切なガスケットを選択して取り付けます。ライニング自体の耐薬品性とクリープ挙動に適合する PTFE エンベロープ ガスケットまたはフルフェイス PTFE ガスケットが必要です。-ゴム、圧縮アスベスト、金属巻きのスパイラル巻きガスケットは使用しないでください。{3}}これらの材料は不均一に圧縮され、柔らかい PTFE 面に埋め込まれ、漏れ経路や局所的な潰れが発生する可能性があります。ガスケットをフランジの中心に置き、エンベロープの縁が折れたり裂けたりしないようにします。メーカーが許可する場合は、ガスケットの面に適切な潤滑剤 (PTFE- ベースのペースト) の薄い膜を塗布します。これにより、シールの完全性に影響を与えることなく、取り付けトルクが軽減されます。
ボルト締めは管理されたプロセスです。フランジボルトを星形または十字パターンで、中心から始めて外側に向かって、指定されたトルクの 30%、60%、100% の増分パスで締めます。校正されたトルクレンチを使用してください。 PTFE- ライニング フランジの一般的な値は、サイズと圧力クラスに応じて 40 ～ 80 Nm ですが、常に機器メーカーのデータシートを参照してください。 -締めすぎると-、PTFE が弾性限界を超えて圧縮され、フランジ エッジでコールド フローや亀裂が発生します。最終パス後 15 分待ってトルクを再チェックします。 PTFE ガスケットは、装着すると少し緩みます。コーティングされたフランジにはインパクトレンチやエアツールを使用しないでください。
重いプロセス配管の自重は、交換器のノズルからぶらさがらないように、独自のパイプラックまたはスプリングハンガーで独立して支える必要があります。ノズル自体は薄い PTFE ライニングの単なる延長であり、構造的なアンカーではありません。拡張ループ、ベローズ式拡張ジョイント、またはフレキシブル金属ホースを吸気ラインと排気ラインに取り付けます。これらの要素は、軸方向の推力を熱交換器に戻すことなく、通常パイプ長さ 1 メートルあたり 3 ～ 6 mm の膨張差を吸収します。メンテナンスにアクセスできるように、フレキシブル エレメントを最初の隔離バルブの下流のノズルに隣接して取り付けます。経験則としては、熱交換器シェルと固定構造用鋼壁またはコンクリート壁の間に 5 ～ 10 mm の間隔をあけることです。このクリアランスにより、結合することなく完全な熱膨張が可能になります。
すべての接続が確立された後、プロセス流体を導入する前に、コールド アライメントを確認します。スクライブまたは一時的なマーカーを使用して、ノズルおよび関連するパイプ上の基準位置をマークします。システムについては、周囲温度でギャップと平行度を測定します。ボルト締めが完了し、サポートがロックされたら、再測定します。- 1 mm を超える動きは残留ひずみの兆候です。フランジを緩め、サポートを再調整し、歪みがゼロになるまで続けます。{7}}この最後のチェックは、隠れたストレスに対する設置者の保険契約です。
配管を正しく機械的に取り付け、位置合わせすることで、応力亀裂や漏れを防ぎます。 PTFE 熱交換器の寿命の設計では、熱膨張を考慮する必要があります。熱交換器がスライド サポートに取り付けられている場合、ノズルは力を入れずに位置合わせされ、ガスケットは選択され、適切にトルクをかけられ、配管は自由に拡張します。PTFE ライニングは圧縮状態に留まり、まさに最も優れた役割を果たします。その結果、早期故障ではなく、何年にもわたって漏れのないサービスが提供されます。-最終的には、慎重に水平調整し、サポートに滑り込ませ、柔軟な接続を作成するために追加の 1 時間を費やすことで、最初の労力をはるかに上回る稼働時間と安全性が得られます。