フロート スイッチを備えたタンクの液体ラインに沿って PTFE 浸漬ヒーターに亀裂が入るのはなぜですか?

メッキ工場では、9 か月の稼働後に PTFE 浸漬ヒーターを亜鉛メッキタンクから取り外しました。ヒーターには、浸水部分と露出部分の境界である液線に沿って伸びる水平な亀裂が見られました。{1}亀裂は PTFE を貫通し、金属シースを露出させていました。タンクには液体レベルを制御するフロート スイッチが装備されていましたが、スイッチには約 40 mm の不感帯があり、レベルはヒーターの上部で上下を繰り返しました。

フロート スイッチは、めっきタンクや化学処理タンクで一般的なレベル制御装置です。シンプルで信頼性が高く、安価です。ただし、不感帯-スイッチのオン レベルとスイッチ -レベルとスイッチ{4}}オフのレベルの間の範囲-があり、液体レベルが変動する可能性があります。液体ラインが不感帯内に収まるようにヒーターが配置されている場合、ヒーターは浸漬状態と露出状態を繰り返し、液体ラインに沿って PTFE に亀裂が入ります。

液体ラインが応力集中ゾーンとなる理由

液線は、ヒーターの浸水部分と露出部分の境界です。浸漬部分はプロセス流体によって冷却されます。露出部分は空気によって冷却されるため、効率が大幅に低下します。 2 つの部分の温度差は 50 ～ 100 度になることがあります。

浸水部分は露出部分よりも膨張が少ない。膨張差により、液体ラインにせん断応力が発生します。応力はポリマーが金属シースに結合している PTFE 表面に集中します。繰り返しのサイクルにより疲労亀裂が発生します。

液面サイクリングと液ラインでの PTFE 亀裂に対するその影響

フロート スイッチが液体ライン サイクリングを引き起こす理由

フロート スイッチは、液面が設定値に達すると回路を開閉することで動作します。スイッチには不感帯があります。-スイッチが充填バルブを閉じる前にレベルが一定量低下する必要があります。デッドバンドは、スイッチの設計に応じて、通常 20 ～ 50 mm です。

液体ラインが不感帯内に収まるようにヒーターが配置されている場合、ヒーターは充填サイクルごとに浸水状態と露出状態の間を繰り返します。サイクル数は蒸発速度とドラッグアウト速度によって異なります。-蒸発量が多いタンクでは、レベルが 1 日に数回周期することがあります。

なぜ液線に亀裂が生じるのか

応力が最も高くなる液体ラインで亀裂が形成されます。液体ラインの PTFE は、湿った部分と乾いた部分の間の温度差全体にさらされます。せん断応力は PTFE- 金属界面に集中します。

亀裂は液線に沿って水平方向に伝播します。表面の亀裂が何か月間も残る場合や、PTFE を貫通して金属が露出する場合があります。金属が露出すると腐食が始まり、ヒーターが故障します。

液線割れの防止

最も効果的な防止策は、液体ラインがフロート スイッチのデッド バンドより十分下に来るようにヒーターを配置することです。加熱部分の上部は最低液面より少なくとも 75 mm 低くなければなりません。これにより、レベルが不感帯の最低点にある場合でも、ヒーターが完全に浸されたままになります。

低レベルのインターロックにより、追加の保護が提供されます。-レベルが安全なしきい値を下回ると、インターロックはヒーターへの電力を遮断します。インターロックはフロート スイッチから独立している必要があり、手動リセットが必要です。

ヒーターの加熱部分が短く、通常の液体ラインより十分下に留まるため、レベル変動に対するマージンが得られます。タンクが十分に深い場合は、加熱部分をタンクの下半分に配置すると、水位が大幅に下がった場合でも浸漬状態を保つことができます。

フロートスイッチ付タンクの液管割れ防止対策

液体ラインの亀裂が設計上の問題を示す場合

取り付け位置が低く、インターロックレベルが低いにもかかわらず、ヒーターに液体ラインで亀裂が入る場合は、フロート スイッチのデッドバンドが用途に対して大きすぎることを示しています。{0}}短い加熱セクション、低い取り付け位置、低レベルのインターロックを備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、液体ラインの亀裂の根本原因に対処します。仕様プロセスでは、タンクの寸法、フロート スイッチのデッド バンド、通常および最小の液体レベル、および必要なワット数が必要です。フロート スイッチ レベル制御を備えた施設の場合、このアプリケーション固有のアプローチにより、液体ラインの亀裂が軽減され、ヒーターの耐用年数が延長されます。-