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温度控制单元泄漏故障排除

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发表于 2023-2-20 07:44:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
了解 TCU 泄漏的原因、症状和补救措施,让这些塑料加工的重要因素保持更长时间、更高效地运行,自 1960 年代首次使用以来,温度控制装置 (TCU) 的设计、效率和耐用性改善了整个塑料行业的过程控制。由于 TCU 通常非常可靠且用途广泛,因此它们经常会四处移动并连接到不同的水源以及各种模具和工艺设备。由于这种短暂的存在,TCU 的首要故障排除问题通常涉及泄漏。  

泄漏通常是由于以下情况之一引起的——配件松动;泵密封件磨损或密封失效;和水质问题。
TCU 泄漏最明显的迹象是可见的水,但通过在安装和维护中遵循一些关键指南,您可以避免最终导致车间进水的故障。
(照片:康奈尔)


消除松动的配件
最明显的泄漏源之一是配件松动。当歧管、软管或管道配件最初组装并连接到 TCU 时,可能会发生这些情况。随着 TCU 经历加热和冷却循环,泄漏也会随着时间的推移而发展。要建立密封连接,最好始终:

• 检查外螺纹和内螺纹是否有任何污染或损坏。

• 使用三圈聚四氟乙烯(PTFE) 胶带在外螺纹上涂上密封剂,然后从第二个螺纹开始涂上水管工液体密封剂,使第一个胶带螺纹接合干净。(注意:对于 PVC 螺纹,只能使用液体密封剂,因为大量添加的 PTFE 胶带或糊状密封剂会导致开裂。)

• 将外螺纹拧入内螺纹,直至用手拧紧。在连接的公/母表面上划一条线以指示初始安装位置。  

• 使用活动扳手(不是管扳手)拧紧连接,使用 TFFT(用手拧紧 1.5 圈)或扭矩扳手,并在相邻表面标记最终拧紧位置。   

扭力图
最大限度地减少泵密封失效和泄漏
未对准的泵密封件或未正确拧紧的固定螺钉或压盖螺栓会导致泄漏,但还需要考虑更复杂的因素。例如,TCU 通常使用三种密封材料中的一种,具体取决于应用、使用的流体和工作温度要求

丁腈橡胶或丁纳橡胶是最经济的密封件。这种合成橡胶适用于低酸性和弱碱性环境(水 pH 值为 6 至 8),以及低至中等温度(80° 至 200°F)。它也相对容易损坏,因此请小心处理这些密封件。

三元乙丙橡胶是一种合成橡胶,其弹性性能优于丁纳橡胶,工作温度范围更广(最高 250°F)。它们也很容易损坏,并且可能与某些油或酸不相容。

氟橡胶,例如 Viton(由 Chemours 制造)用于制造价格较高的泵密封件。它们可以在相当高的压力下运行,并且使用寿命更长,尤其是在要求更高的环境中。

在高于 250°F 的温度下,循环流体在冷却或润滑密封表面方面效果不佳,因此低温密封材料可能会受到影响。同样,密封材料也必须与其他冷却剂相容,例如乙二醇,否则它会开始分解。密封材料选择不当还会与其他部件产生更高的摩擦,从而导致过早失效和泄漏。

TCU 泵密封失效
除了对准或拧紧问题外,泵密封件故障也可能由密封件本身使用的材料引起。

操作失误只会让问题变得更糟。如果允许泵干转,即使只有几秒钟,摩擦热也会以裂纹和起泡的形式造成不可逆转的损坏,因此当流体返回系统时会发生泄漏。突然关闭在高温下运行流体的 TCU 泵也不是一个好的做法,因为它会将热流体困在泵中,这可能会损坏密封件。更好的方法是在关闭之前将流体温度降低到至少 125°F。这不仅可以冷却密封件,延长其使用寿命,还可以防止人员发现系统关闭并试图断开连接并将其移动到另一个位置时发生烫伤事故的风险。

过度振动还会导致密封损坏和泄漏。泵有一个运行最佳点,称为“最佳效率点”(BEP)。BEP 是流体流量和压力的平衡,可在不引起过多振动的情况下产生最高效率。增加压力会缩短密封寿命,但使用较低的压力和较高的流量会增加电机转速,升高温度并可能损坏密封。

最佳效率点
确定您的泵的最佳效率点 (BEP) 或其运行最佳点,将产生最有效的运行和最小的振动。

过度振动还会导致泵轴轴向和径向移动,从而损坏轴封。需要一定量的冷却剂来润滑机械密封面。轴未对准可能意味着密封界面处的流体过多,因此有些会泄漏。然而,流体太少会导致过度摩擦、快速密封磨损,并最终导致泄漏。轴承磨损是另一个问题,因为它会增加轴的移动、振动和密封劣化。密封支撑系统或泵本身的污染也会导致磨损和潜在泄漏。

如果怀疑 TCU 泄漏是由于密封损坏或失效,维修人员应检查吸入压力表和​​排出压力表,以确定泵是否运行正常。他们还应该检查进出工艺水温并听取水泵的声音。这些步骤中的每一个都可以揭示泵密封件和轴承是否存在其他问题,同时还有助于确认故障的位置和原因。


腐蚀和水质差
水是冷却剂流中的主要(有时是唯一)元素,只要有水和金属存在,腐蚀或生锈就会成为主要问题。一旦开始,腐蚀就会在管道和配件内形成粗糙的表面,导致杂质逐渐堆积和流道壁变薄,使其容易泄漏或破损,不仅在 TCU 中,而且在整个系统中都是如此。冷却回路。

填充水化学要求
因此,进水的特性和质量非常重要(见图表)。腐蚀的主要原因有以下三个:

pH 值:水的酸度范围从 0(最酸性)到 14(最碱性),而 pH 值 7 代表中性 pH 值。如果 pH 值为 8 或更高(碱性更强,酸性更低),铜管内部会形成一层氧化铜膜,从而减缓或最大程度地减少腐蚀。然而,如果 pH 值是中性或偏酸性,这种氧化铜屏障就会溶解,使铜管容易受到加速腐蚀。

氧化:流入冷却回路的水含有溶解的空气,包括 78% 的氮气和约 20% 的氧气。氧气通过氧化过程腐蚀金属管道表面,将金属转化为氧化物,并开始连锁反应。首先,锈会积聚,导致管道表面粗糙,吸附其他杂质,导致逐渐积聚。随着时间的推移,这种堆积会捕获更多的杂质并增长。最终,它会使管壁变薄,从而产生针孔泄漏或裂缝的可能性,尤其是在回路压力激增的情况下。水温越高,氧化发生得越快——因此,热水管线总是最脆弱的。

高流速。更高的流量会加剧问题,导致积聚的铁锈和杂质脱落并磨损弯头等内表面。

管道内水垢的积聚也会影响 TCU 的效率和性能:仅 0.01 英寸的水垢积聚就会使传热效率降低 10%,并导致泵密封件过早失效。如果水质分析表明水垢是供水中的问题,则可以安装除垢系统以去除导致问题的钙沉积物。

生锈的管子
工艺水中溶解的空气会导致管道内氧化和生锈。

整体水化学非常重要,不仅对于优化 TCU 和过程温度控制性能,而且对于依赖冷却系统的其他机械的健康,包括模具和成型机。出于这个原因,加工商应考虑水质分析,并应努力将水质保持在这些推荐的指南范围内。


设计改进
TCU 制造商一直致力于提高 TCU 性能并消除麻烦的泄漏源和其他性能问题。例如,将加热器和混合管组合成一个单元的重型铸造泵蜗壳可以最大限度地减少潜在泄漏。Conair 与其泵供应商密切合作,开发了一种独特的泵设计,该设计直接与加热器管和混合管铸件对齐,因此不需要螺纹或焊接连接,这些连接很容易发生泄漏。

为了最大限度地减少与减压阀操作相关的维护问题(和水坑),Conair 最新的 TCU 提供了一个自适应减压阀,它与冷却液阀通信以自动打开并释放过压。自适应泄压功能可通过 TCU 控制界面进行调整,该界面提供系统压力、阀门位置和其他变量的数字显示。

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发表于 2023-2-20 07:45:51 | 显示全部楼层
相当不错,感谢无私分享精神!
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发表于 2023-2-20 07:48:18 | 显示全部楼层
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发表于 2023-2-20 07:49:25 | 显示全部楼层
我是来刷分的,嘿嘿
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发表于 2023-2-20 07:51:47 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享、、、
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发表于 2023-2-20 07:53:22 | 显示全部楼层
我是个凑数的。。。
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发表于 2023-2-20 07:57:09 | 显示全部楼层
小手一抖,钱钱到手!

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