যখন একটি PTFE নিমজ্জন হিটার ঘরের তাপমাত্রা থেকে অপারেটিং তাপমাত্রায় উষ্ণ হয়, তখন এর দৈর্ঘ্য লক্ষণীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। যদি হিটারটি উভয় প্রান্তে কঠোরভাবে আটকানো থাকে তবে এই প্রসারণটি উল্লেখযোগ্য অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি করে। এই আন্দোলনকে সামঞ্জস্য করা সঠিক হিটার মাউন্ট করার একটি মূল দিক এবং একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যা প্রায়শই শিল্প স্থাপনে উপেক্ষা করা হয়।
PTFE এর তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ বোঝা
তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ (CTE) তাপমাত্রা পরিবর্তনের ডিগ্রী প্রতি একটি উপাদান কতটা প্রসারিত বা সংকুচিত হয় তা পরিমাপ করে। PTFE-এর তুলনামূলকভাবে উচ্চ CTE-আনুমানিক120 × 10⁻⁶ প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস (120 অংশ প্রতি মিলিয়ন প্রতি ডিগ্রি). তুলনা করার জন্য, স্টেইনলেস স্টিলের (গ্রেড 304 এবং 316) মোটামুটি একটি CTE আছে17 × 10⁻⁶/ ডিগ্রী. এর মানে হল একই তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য PTFE ইস্পাতের তুলনায় প্রায় সাত গুণ বেশি প্রসারিত হয়।
ব্যবহারিক ফলাফল যথেষ্ট। একটি 1‑মিটার দীর্ঘ PTFE হিটার 20 ডিগ্রি ঘরের তাপমাত্রা থেকে 100 ডিগ্রির সাধারণ অপারেটিং তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হয় যা প্রায় প্রসারিত হয়:
ΔL=L₀ × CTE × ΔT=1.0 m × 120×10⁻⁶/ ডিগ্রি × 80 ডিগ্রি=0.0096 মি ≈ 9.6 মিমি
প্রতি মিটার দৈর্ঘ্যে প্রায় 10 মিমি পরিবর্তন একটি কঠোরভাবে মাউন্ট করা উপাদানের জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ। লম্বা হিটারে-3 বা 4 মিটার দৈর্ঘ্য-মোট প্রসারণ 30-40 মিমি হতে পারে।
| উপাদান | তাপ সম্প্রসারণের সহগ (×10⁻⁶/ ডিগ্রি) 20-100 ডিগ্রিতে | 80 ডিগ্রী বৃদ্ধি প্রতি মিটার প্রতি সম্প্রসারণ |
|---|---|---|
| পিটিএফই | 120 – 130 | ≈9.6 - 10.4 মিমি |
| পিএফএ | 120 – 140 | ≈9.6 – 11.2 মিমি |
| স্টেইনলেস স্টীল (304/316) | 16 – 18 | ≈1.3 – 1.4 মিমি |
| টাইটানিয়াম (গ্রেড 2) | 8 – 9 | ≈0.6 – 0.7 মিমি |
PFA, আরেকটি ফ্লুরোপলিমার, একইভাবে উচ্চ সম্প্রসারণ সহগ প্রদর্শন করে। টাইটানিয়াম, কিছু বিশেষ ধাতব হিটারে ব্যবহৃত, স্টেইনলেস স্টিলের চেয়েও কম প্রসারিত হয়। PTFE এবং যেকোন ধাতব আবরণ উপাদান বা অভ্যন্তরীণ ধাতব কোরের মধ্যে অসমতা লক্ষণীয়।
কেন PTFE এর উচ্চ সম্প্রসারণ একটি মাউন্টিং চ্যালেঞ্জ তৈরি করে
একটি PTFE নিমজ্জন হিটারে সাধারণত একটি অভ্যন্তরীণ ধাতব প্রতিরোধের তার বা কোর থাকে। মেটাল কোর আশেপাশের PTFE শীথের প্রায় এক-সপ্তম হারে প্রসারিত হয়। যখন হিটারটি উত্তপ্ত হয়, তখন PTFE এর ভিতরের মেটাল কোরের চেয়ে অনেক বেশি প্রসারিত করতে চায়। এই ডিফারেনশিয়াল সম্প্রসারণ PTFE এবং ধাতুর মধ্যে ইন্টারফেসে অভ্যন্তরীণ শিয়ার স্ট্রেস তৈরি করে।
যদি হিটারটি বাহ্যিকভাবে-দুই প্রান্তে শক্ত ক্ল্যাম্প, বন্ধনী বা ফ্ল্যাঞ্জের দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে-পিটিএফই খাপটি অক্ষীয় দিকে অবাধে প্রসারিত হতে পারে না। ফলস্বরূপ যান্ত্রিক চাপ বিভিন্ন ব্যর্থতার মোডে প্রকাশ পায়:
বকলিং বা নমস্কার– PTFE খাপ, ধাতুর চেয়ে নরম হওয়ায়, মাঝখানে বাঁকা বা তরঙ্গায়িত আকৃতি তৈরি করে যা ট্যাঙ্কের দেয়াল বা অন্যান্য হিটারের সাথে যোগাযোগ করতে পারে।
চাপ ঘনত্ব পয়েন্ট এ ক্র্যাকিং– অনমনীয় ক্ল্যাম্প বা তীক্ষ্ণ সাপোর্ট এজ স্ট্রেস রাইজার হিসেবে কাজ করে। PTFE প্রসারিত হয় এবং এই স্থির বিন্দুগুলির বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয়, ফাটলগুলি খাপ দিয়ে শুরু এবং প্রচার করতে পারে।
অভ্যন্তরীণ ধাতব কোর থেকে টানুন– PTFE এবং মেটাল কোরের মধ্যে ডিফারেনশিয়াল সম্প্রসারণ, বাহ্যিক সীমাবদ্ধতার সাথে মিলিত, PTFE কে ধাতুর সমাপ্তি থেকে আলাদা হতে পারে বা কোর থেকে দূরে সরে যেতে পারে, ক্ষয়কারী প্রক্রিয়া তরলগুলির সাথে প্রতিরোধের তারের উন্মুক্ত করে।
শিল্প স্থাপনে একটি সাধারণ ভুল হল একটি PTFE হিটারকে একটি ধাতব হিটারের মতো ব্যবহার করা-অর্থাৎ, এটিকে এর দৈর্ঘ্য বরাবর একাধিক কঠোর সমর্থন দিয়ে সুরক্ষিত করা বা উপরের এবং নীচের উভয় প্রান্তে ক্ল্যাম্প করা। এই ধরনের অনুশীলন প্রায় অকাল ব্যর্থতার গ্যারান্টি দেয়।
PTFE থার্মাল এক্সপানশন হিটার মাউন্ট করার জন্য ব্যবহারিক নির্দেশিকা
জন্য মূল নীতিPTFE তাপ সম্প্রসারণ হিটার মাউন্টট্যাঙ্ক বা পাত্রের মধ্যে তার অভিপ্রেত অবস্থান বজায় রেখে হিটারটিকে তার দৈর্ঘ্য বরাবর অবাধে প্রসারিত এবং সংকোচনের অনুমতি দেওয়া। নিম্নলিখিত অনুশীলনগুলি সুপারিশ করা হয়:
শুধুমাত্র এক প্রান্তে মাউন্ট
হিটারটি শুধুমাত্র একটি বিন্দুতে নিরাপদে স্থির করা উচিত-সাধারণত টার্মিনাল প্রান্তে (ঠান্ডা প্রান্ত যেখানে বৈদ্যুতিক সংযোগ তৈরি করা হয়)। বিপরীত প্রান্ত (উত্তপ্ত দৈর্ঘ্য) স্লাইড বা সরানোর জন্য সম্পূর্ণ বিনামূল্যে ছেড়ে দেওয়া উচিত। PTFE খাপের দৈর্ঘ্য বরাবর কোন অতিরিক্ত ক্ল্যাম্প, বন্ধনী বা গাইড সংযুক্ত করা উচিত নয়।
ওভার-দ্য-সাইড বন্ধনীতে অক্ষীয় চলাচলের অনুমতি দিন
যখন একটি ওভার-দ্য-সাইড মাউন্টিং বন্ধনী ব্যবহার করা হয়, তখন বন্ধনীটি PTFE খাপকে শক্তভাবে আটকে রাখা উচিত নয়। পরিবর্তে, একটি আলগা-ফিটিং গাইড বা একটি স্লটেড বিন্যাস সরবরাহ করা উচিত যা হিটারটিকে উল্লম্বভাবে ধরে রাখে তবে তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে সাথে PTFE কে বন্ধনীর মধ্য দিয়ে অক্ষীয়ভাবে স্লাইড করতে দেয়। খাপ এবং বন্ধনী গর্তের মধ্যে কমপক্ষে 2-3 মিমি ক্লিয়ারেন্স একটি যুক্তিসঙ্গত শুরু বিন্দু।
অনমনীয় L-আকৃতির বা U-আকৃতির কনফিগারেশন এড়িয়ে চলুন
এল-আকৃতির হিটারগুলি (একটি অনুভূমিক পা এবং একটি উল্লম্ব পা সহ) কখনও কখনও নির্দিষ্ট ট্যাঙ্কের জ্যামিতিতে ফিট করতে ব্যবহৃত হয়। অনুভূমিক এবং উল্লম্ব উভয় পা যদি তাদের প্রান্তে কঠোরভাবে স্থির থাকে, তবে প্রতিটি পায়ের প্রসারণ অন্যটির বিরুদ্ধে কাজ করে, কোণে উচ্চ নমন চাপ সৃষ্টি করে। অনুশীলনে, L-আকৃতির PTFE হিটারগুলিকে এক পা নড়াচড়া করার জন্য মুক্ত রেখে ডিজাইন করা উচিত, অথবা কোণে একটি নমনীয় স্থানান্তর (যেমন একটি দীর্ঘ ব্যাসার্ধের মোড়) অন্তর্ভুক্ত করা উচিত যা ডিফারেনশিয়াল প্রসারণকে শোষণ করে।
মুক্ত প্রান্তে সম্প্রসারণের জন্য স্থান প্রদান করুন
একটি 1‑মিটার হিটার 10 মিমি প্রসারিত হলে এর অবাধ প্রান্তে কমপক্ষে 10 মিমি খালি জায়গা প্রয়োজন। একটি উল্লম্বভাবে ঝুলন্ত হিটারের জন্য, এর অর্থ হিটারের নীচে ট্যাঙ্কের মেঝে বা অভ্যন্তরীণ কাঠামোর সাথে যোগাযোগ করা উচিত নয়। উৎপাদন সহনশীলতা এবং সম্ভাব্য অতিরিক্ত তাপমাত্রা ভ্রমণের জন্য 20-30 মিমি ব্যবধানের পরামর্শ দেওয়া হয়।
খাপের সাথে সংযুক্ত অনমনীয় নালীর পরিবর্তে নমনীয় সীসা ব্যবহার করুন
টার্মিনালের প্রান্ত থেকে বেরিয়ে আসা বৈদ্যুতিক সরবরাহের লিডগুলি টার্মিনাল সমাবেশের সামান্য নড়াচড়ার জন্য যথেষ্ট নমনীয় হওয়া উচিত কারণ হিটারটি প্রসারিত হয় এবং সংকুচিত হয়। টার্মিনাল হাউজিং এর সাথে সরাসরি সংযুক্ত অনমনীয় ধাতব নালী সংযোগ বিন্দুতে আন্দোলন শক্তি স্থানান্তর করতে পারে, সম্ভাব্যভাবে টার্মিনাল ক্ষতির কারণ হতে পারে।
সম্প্রসারণ সীমাবদ্ধ হলে কী ঘটে?
ক্ষেত্রের অভিজ্ঞতা দেখায় যে বৈদ্যুতিক ওভারলোডিংয়ের পরে PTFE হিটার ব্যর্থতার একটি প্রধান কারণ সীমাবদ্ধ তাপ সম্প্রসারণ। সাধারণ ব্যর্থতার সূচকগুলির মধ্যে রয়েছে:
খাপ buckling- ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন একটি তরঙ্গায়িত বা সর্প আকৃতি প্রকাশ করে।
অনুদৈর্ঘ্য ফাটল- হিটার অক্ষের সমান্তরালে ক্র্যাকগুলি চলছে, প্রায়শই মাউন্টিং ক্ল্যাম্পের কাছে শুরু হয়।
টার্মিনাল শেষে বিচ্ছেদ- PTFE খাপ টার্মিনাল পটিং যৌগ থেকে পিছন দিকে টেনে নেয়, রেজিস্ট্যান্স তারকে উন্মুক্ত করে বা তরল প্রবেশের পথ তৈরি করে।
অভ্যন্তরীণ তারের ভাঙ্গন- বারবার প্রসারণ এবং সংকোচন চক্র, যখন সীমাবদ্ধ থাকে, তখন অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের তারকে ক্লান্ত করে যেখানে এটি PTFE খাপের মধ্যে প্রবেশ করে।
মাউন্টিং হার্ডওয়্যার PTFE খাপকে রেডিয়ালিভাবে সংকুচিত করে না তা নিশ্চিত করা অপরিহার্য। PTFE টেকসই কম্প্রেসিভ স্ট্রেস অধীনে creeps. একটি পায়ের পাতার মোজাবিশেষ বা পাইপ ক্ল্যাম্প PTFE এর চারপাশে আঁটসাঁট করা ধীরে ধীরে আলগা হয়ে যাবে কারণ ক্ল্যাম্প থেকে উপাদান ঠান্ডা-প্রবাহিত হয় এবং অসম চাপ ক্র্যাকিংকে প্ররোচিত করতে পারে।
উপসংহার: সঠিক ইনস্টলেশন অনুশীলনগুলি হিটারের গুণমানের মতোই গুরুত্বপূর্ণ
PTFE-এর তাপীয় প্রসারণ সহগ স্টেইনলেস স্টিলের প্রায় সাত গুণ। একটি 1‑মিটার দীর্ঘ PTFE হিটার ঘরের তাপমাত্রা থেকে 100 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হলে প্রায় 10 মিমি প্রসারিত হয়। যদি এই সম্প্রসারণটি কঠোরভাবে সীমাবদ্ধ থাকে, তাহলে ফলস্বরূপ যান্ত্রিক চাপের কারণে পিটিএফই খাপের বাকলিং, ক্র্যাকিং বা টান-অ্যাওয়ে ব্যর্থতার কারণ হয়।
সঠিক PTFE থার্মাল এক্সপেনশন হিটার মাউন্ট করার জন্য একটি একক স্থির বিন্দুর প্রয়োজন হয়-সাধারণত টার্মিনালের প্রান্তে-অক্ষীয়ভাবে সরানোর জন্য হিটারের অবশিষ্টাংশের সাথে। ওভার-দ্য-সাইড বন্ধনীগুলিকে স্লাইডিংয়ের অনুমতি দেওয়া উচিত, L-আকৃতির কনফিগারেশনগুলি দ্বৈত সীমাবদ্ধতা এড়াতে হবে এবং বিনামূল্যের প্রান্তে পর্যাপ্ত ক্লিয়ারেন্স প্রদান করা উচিত। এই নকশা অনুশীলন ঐচ্ছিক পরিমার্জন নয়; তারা দীর্ঘ সেবা জীবনের জন্য অপরিহার্য. সঠিক ইনস্টলেশন অনুশীলনগুলি হিটারের গুণমানের মতোই গুরুত্বপূর্ণ। যখন তাপীয় সম্প্রসারণ সঠিকভাবে করা হয়, তখন PTFE নিমজ্জন হিটারগুলি যান্ত্রিক আপস ছাড়াই তাদের সম্পূর্ণ রাসায়নিক প্রতিরোধ এবং বৈদ্যুতিক নিরোধক সুবিধা প্রদান করে।
