Tikungan Lapangan Yang Tertekuk
Seorang teknisi lapangan yang mengarahkan tabung penukar panas PTFE di sekitar balok penyangga tangki membengkokkan tabung tersebut dengan tangan hingga radius yang terlihat masuk akal. Tabung tampaknya menerima tikungan tanpa retak. Tiga bulan kemudian, tabung di tikungan itu menjadi rata menjadi penampang oval-. Aliran uap dibatasi. Tabung harus diganti.
Kesalahannya adalah membengkokkan PTFE di bawah radius tikungan minimum. Tidak seperti pipa logam, yang dapat meleleh secara plastis pada-sudut tekukan yang jelas, PTFE dapat ditekuk hingga radius yang sangat rapat tanpa kerusakan langsung yang terlihat. Rantai polimer mengalami reorientasi. Tabungnya terlihat bisa diterima. Namun dinding luar tikungan berada dalam tegangan melebihi batas elastis material. Seiring waktu pada suhu tinggi, polimer yang diregangkan akan merambat, dindingnya menipis, dan tabungnya menjadi oval.
Jari-jari tekukan minimum untuk pipa penukar panas PTFE bukanlah radius di mana pipa tersebut langsung tertekuk. Ini adalah radius di mana creep dan ovalisasi jangka panjang tetap berada dalam batas yang dapat diterima selama masa pakai layanan.
Rezim Tikungan Elastis vs. Plastik
Ketika sebuah tabung dibengkokkan, dinding luar akan meregang dan dinding bagian dalam akan tertekan. Regangan pada permukaan luar adalah: ε=r / R, dengan r adalah jari-jari luar tabung dan R adalah jari-jari garis tengah tekukan.
PTFE memiliki batas elastis regangan sekitar 2-3% pada suhu kamar dan 1-2% pada 120 derajat . Pembengkokan hingga regangan di bawah batas ini menghasilkan deformasi elastis penuh—tabung kembali lurus ketika dilepaskan. Pembengkokan terhadap regangan di atas batas ini menghasilkan deformasi permanen. Rantai polimer telah ditarik melampaui kapasitas pemulihan elastisnya.
Jari-jari tikungan aman minimum dihitung untuk menjaga regangan serat luar dalam batas elastis pada suhu operasi maksimum. Hal ini memastikan bahwa tikungan tidak semakin lonjong seiring berjalannya waktu.
Untuk pipa PTFE OD 10mm, radius luar tabung r adalah 5mm. Untuk membatasi regangan hingga 2% pada 120 derajat, radius tekukan minimum R=r / ε=5 / 0.02=250mm. Untuk pipa OD 8 mm, r=4mm, dan R=4 / 0.02=200mm.
Tabel 1: Jari-jari Tikungan Minimum yang Direkomendasikan untuk Tabung Penukar Panas PTFE
| Tabung OD (mm) | Ketebalan Dinding (mm) | Radius Tikungan Minimum pada 20 derajat (mm) | Radius Tikungan Minimum pada 120 derajat (mm) | Pengganda Tabung OD (pada 120 derajat) | Catatan |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 0.8 | 90 | 150 | 25× | Tikungan yang rapat memerlukan dukungan mandrel selama pembengkokan |
| 8 | 1.0 | 120 | 200 | 25× | Radius tikungan bidang standar |
| 10 | 1.0 | 150 | 250 | 25× | Gunakan pegas atau bentuk lentur untuk konsistensi |
| 10 | 1.2 | 160 | 260 | 26× | Dinding yang lebih tebal sedikit meningkatkan radius yang dibutuhkan |
| 12 | 1.0 | 180 | 300 | 25× | Diameter yang lebih besar tentu membutuhkan radius yang lebih besar |
| 12 | 1.5 | 200 | 320 | 27× | Dinding tebal meningkatkan radius yang dibutuhkan |
Efek Pemulihan Termal
PTFE memiliki properti yang berguna untuk pembengkokan lapangan: pemulihan termal. Jika tabung dibengkokkan dingin hingga radius sedikit lebih rapat dari batas minimum yang disarankan, memanaskannya hingga 120-150 derajat akan membuat rantai polimer menjadi rileks. Tegangan internal akibat pembengkokan sebagian hilang. Tabung mempertahankan bentuk bengkoknya tetapi tegangan sisa berkurang.
Teknik ini memungkinkan pembengkokan lapangan pada radius kira-kira 20-30% lebih sempit daripada minimum-tikungan dingin, asalkan tabung kemudian diberi panas-dengan mensirkulasikan uap melaluinya pada tekanan rendah sebelum menggunakannya secara penuh. Prosedur pengaturan panas harus didokumentasikan dalam petunjuk pemasangan.
Persyaratan Alat Bending
Tekuk tangan yang tidak didukung menghasilkan jari-jari yang tidak konsisten dan berisiko menyebabkan kekusutan lokal. Pegas lentur-pegas kumparan yang tergelincir di atas tabung OD-memberikan dukungan eksternal dan mencegah ovalisasi selama pembengkokan. Bentuk tekukan-blok berbentuk dengan radius yang diinginkan-memberikan geometri tekukan yang konsisten.
Untuk instalasi lapangan yang memerlukan beberapa tekukan yang identik, perlengkapan tekukan yang sederhana dapat digunakan. Perlengkapan ini memastikan setiap tikungan memenuhi persyaratan radius minimum dan menghasilkan penurunan tekanan yang konsisten di seluruh sirkuit tabung yang identik.
Ringkasan
Jari-jari pembengkokan minimum untuk pipa penukar panas PTFE adalah 25 kali diameter luar tabung untuk pembengkokan dingin pada 20 derajat dan 25-27 kali untuk pembengkokan pada 120 derajat . Hal ini menjaga regangan serat luar dalam batas elastis 2%, mencegah ovalisasi mulur jangka panjang dan pembatasan aliran.
Pemulihan termal setelah pembengkokan dingin memungkinkan radius yang sedikit lebih rapat dengan prosedur pengaturan panas yang terkontrol. Pegas atau bentuk pembengkokan memastikan lengkungan yang konsisten dan bebas kekusutan selama pemasangan di lapangan.
Spesifikasi teknik untuk prosedur pembengkokan tabung PTFE dan kriteria penerimaan tersedia berdasarkan dimensi tabung, suhu pengoperasian, batasan ruang pemasangan, dan geometri pembengkokan yang diperlukan.
