Katalizinis perkaitimo degradavimas, kurį sukelia izoliuojantys organiniai užteršimo sluoksniai
Metalo riebalų šalinimo rezervuarai, automobilių dalių dengimo vonios ir mašinų komponentų išankstinio apdorojimo rezervuarai sukuria didelius kiekius plūduriuojančios alyvos, mineralinių riebalų ir polimerinių organinių teršalų. Šios lipnios organinės medžiagos lengvai prilimpa ir sukietėja ant PTFE panardinamojo šildytuvo paviršių, sudarydamos storas šilumą izoliuojančias{1}}užteršimo plėveles. Skirtingai nuo švarių plikų vamzdžių paviršių su sklandžiu šilumos mainu, alyvos-riebalų dangos sulaiko šilumą ir sukuria nuolatines ekstremalias karštąsias vietas. Esant nuolatinei aukštai temperatūrai, suirusios organinės liekanos išskiria aktyvius laisvuosius radikalus, kurie kataliziškai suardo fluoropolimero C-F ryšius, sukeldami greitą paviršiaus kreidėjimą, trapumą ir periferinės sienelės plonėjimą. Dauguma techninės priežiūros darbuotojų pašalina tik matomą sunkų dumblą, nepaisydami plonų likusių alyvos plėvelių, kurios nuolat pagreitina negrįžtamą terminį senėjimą net esant nedideliam organiniam užterštumui. Kontroliuojami laboratoriniai terminio senėjimo bandymai rodo, kad šildytuvai, kasdien valomi nuo organinių nešvarumų, išlaiko stabilų 18–24 mėnesių eksploatavimo laiką, o įrenginiai, padengti patvariais alyvos{10}tepalų sluoksniais, smarkiai kataliziškai suyra per 10 mėnesių. Šiame straipsnyje aprašomi susieti šiluminio{13}}katalizinio skilimo mechanizmai, atsirandantys dėl organinio užteršimo, paaiškinamas pagrindinis inžinerinis kompromisas- tarp supaprastintos periodinės riebalų šalinimo priežiūros ir ilgalaikio
Pagrindinės inžinerinės{0}}nuolaidos tarp pailgintų užteršimo valymo intervalų ir šiluminės apsaugos
Pailginus organinių nešvarumų valymo ciklus, sutrumpėja dirbtuvių prastovos ir valymo chemijos sąnaudos, tačiau susikaupusi alyva ir riebalai sudaro šilumos barjerus ir išskiria katalizinio skilimo šalutinius produktus, kurie ardo PTFE apvalkalus. Kasdienis lengvas skalavimas ir kas savaitę visiškas organinių nešvarumų pašalinimas kruopščiai pašalina izoliacines riebalų plėveles ir iš esmės pašalina katalizinės šiluminės žalos šaltinius, tačiau padidina darbo krūvį ir planuojamo gamybos sustabdymo dažnumą. Standartinis veidrodinis-poliruotas PTFE panardinamasis šildytuvas užtikrina silpną klampių organinių medžiagų anti-sukibimą be kompaktiško mažo-paviršiaus-energijos modifikavimo. Kai plonos alyvos plėvelės prisitvirtina prie vamzdžių sienelių, sulaikyta šiluma greitai pakelia paviršiaus temperatūrą ir suaktyvina katalizinius organinių radikalų korozijos ciklus.
Organinės užteršimo dangos ir PTFE panardinamojo šildytuvo terminio skilimo rizikos lentelė
| Kasdienis organinių riebalų padengimo santykis | Savaitinis visiškas nešvarumų pašalinimo dažnis | Katalizinio terminio senėjimo kaupimosi greitis | Vidutinis stabilus tarnavimo laikas | Rekomenduojama nuo{0}}užteršimo šildytuvo struktūra |
|---|---|---|---|---|
| Mažiau 5%, kas savaitę šarminis riebalų šalinimo plovimas | Mažiau nei 3 valandas per dieną plonos alyvos plėvelės šilumos gaudymas | Lėtas silpnas matinis terminis spalvos pasikeitimas | 17-23 mėn | Standartinis poliruotas PTFE panardinamasis šildytuvas |
| 5%–15%, kas du kartus per savaitę dalinis tepalo šveitimas | 3–7 valandų nuolatinė organinė šilumos izoliacija | Vidutinis mikro{0}}įtrūkimų išsiplėtimas išilgai skysčio{1}}oro ribos | 11-15 mėnesių | Mažo-sukibimo kompaktiškas vidutinio storio-sieninis panardinamasis PTFE šildytuvas |
| Daugiau nei 15 %, retai arba visai nereikalaujama specialios riebalų šalinimo priežiūros | Daugiau nei 7 valandas nepertraukiamas storas riebalų šiluminis barjeras ir katalizinė radikalų erozija | Greitas trapus paviršiaus pleiskanojimas ir netolygus sienų plonėjimas | 4-9 mėnesiai | Besiūlis kryžminis -sujungtas storas-sienelis anti-organinis-katalizinis formuotas PTFE panardinamasis šildytuvas |
Alyvos-tepalų užteršimo susietas terminis-katalizinis skaidymo mechanizmas
Klampi mineralinė alyva, perdirbimo riebalai ir polimerinės organinės medžiagos tvirtai prilimpa prie PTFE vamzdžių paviršių ir kaitinant sukietėja į tankius ne{0}}laidius nešvarumus. Šios organinės plėvelės blokuoja skysčio konvekcinės šilumos išsklaidymą, todėl vietinė apvalkalo temperatūra gerokai viršija normalias veikimo ribas. Aukšta temperatūra termiškai skaido įstrigusius riebalus, sukurdama didžiulius oksidacinius laisvuosius radikalus. Šie reaktyvūs radikalai veikia kaip katalizatoriai, atskiriantys stabilias fluoro angliavandenilių molekulines grandines ant PTFE substrato, esančio po užteršimu. Pasikartojantys paleidimo{5}}išjungimo terminiai ciklai sustiprina defektus, susidariusius dėl katalizinio skilimo. Išjungus aušinimą, kondensuotas proceso skystis prasiskverbia į riebalų -sukeltus paviršiaus mikro- įtrūkimus ir prasiskverbia į tarpus tarp išorinės PTFE apvalkalo ir vidinės pluošto izoliacijos. Laidžių metalų ir rūgščių druskų likučiai nusėda izoliacijos sluoksnių viduje, sudarydami nuolatinius nuotėkio kanalus, kurie nuolat mažina bendrą izoliacijos varžos poslinkį. Šiurkščiai pažeisti vamzdžių paviršiai vėlesniuose gamybos etapuose sulaiko daugiau plūduriuojančios alyvos ir riebalų, sutirštindami izoliacinius užteršimo sluoksnius ir dar labiau pakeldami karštųjų taškų temperatūrą, sudarydami savaime{11}}sustiprinantį užburtą organinių medžiagų kaupimosi ir katalizinio terminio senėjimo ratą. Pažeidimai daugiausia susitelkę į skysčio{13}}oro sąsajos zonas, kuriose plūduriuojanti alyva kaupiasi ir kietėja lengviausiai.
Gamybos pavojai, kuriuos sukelia organinis užsiteršimas, katalizinis skilimas
Kataliziniai šiluminiai mikro{0}}įtrūkimai palaipsniui mažina šildytuvo izoliacijos varžą, todėl dažnai išjungiamas apsaugos nuo nuotėkio maitinimas- ir pertraukiamas nenutrūkstamas metalo išankstinio apdorojimo ir dengimo partijų grafikas. Dėl šilumą-sulaikančių riebalų užsiteršimo susidaro fiksuotos didelės karštosios vietos, pagreitėja vonios priedų oksidacija ir skilimas, o tai smarkiai padidina mėnesines cheminių medžiagų papildymo išlaidas. Progresuojantis netolygus sienelės plonėjimas po storais riebalų sluoksniais ilgainiui sukuria prasiskverbiančių vamzdžių skylutes, kurios sudaro sąlygas tiesioginiam vidinių šildymo laidų kontaktui su alyva{5}}užteršto korozinio skysčio ir sukelia staigų trumpojo-grandinės šildytuvo sunaikinimą. Trapūs PTFE fragmentai iš pažeistų paviršių susimaišo į riebalų šalinimo ir dengimo voneles, todėl ant gatavų metalinių ruošinių atsiranda paviršiaus dėmių, skylučių ir nevienodo dangos storio.
Įvertinti atitikimo ir organinio užteršimo mažinimo optimizavimo sprendimai
Mažo-alyvos užteršimo rezervuarai su kas savaitę pilnu šarminiu nuriebalinimo plovimu gali naudoti standartinį poliruoto formuoto PTFE panardinamą šildytuvą; sumontuoti paviršiaus skimerius, kad gamybos pamainų metu nuolat pašalintų plūduriuojančią alyvą. Vidutinio tepalo-apkrovos dengimo linijos su dalinio užteršimo valymu kas du kartus per savaitę pasirinkite mažo-sukibimo kompaktišką vidutinio storio-sieninį PTFE panardinamąjį šildytuvą. Tanki-paviršiaus-energetinė molekulinė struktūra sumažina klampų organinį sukibimą ir supaprastina įprastą riebalų nuplovimą. Sunkios nuolatinės alyvos-tepalų taršos mašinų pirminio apdorojimo rezervuaruose be reguliarių riebalų šalinimo ciklų turi būti įrengtas vientisas kryžminis{10}}storas-sieninis anti-organinis-katalizinis PTFE panardinamasis šildytuvas. Tankus kryžminio-fluoropolimero karkasas atsparus radikaliam katalizinės grandinės skilimui ir toleruoja ilgalaikį-aukštos{17}}temperatūros organinį užsiteršimą. Pagalbinės organinės taršos kontrolės eksploatavimo taisyklės: ant rezervuaro viršutinių kraštų sumontuoti automatinius alyvos skimerius; techninės priežiūros metu vietoj stipriai oksiduojančių valiklių naudoti žemos temperatūros šarminį riebalų šalinimo priemonę; po kiekvienos partijos praplaukite didelio srauto -šilto vandens cirkuliaciją, kad pašalintumėte riebalų likučius prieš sukietėjimą.
Išvada
Ankstyvas PTFE panardinamojo šildytuvo paviršiaus trapumas ir vietinis sienelių plonėjimas dėl alyvos ir organinių riebalų užteršimo atsiranda dėl dvigubos žalos: šilumos izoliacijos-sukeltas nuolatinis perkaitimas ir katalizinis laisvųjų-radikalų molekulinės grandinės skilimas nuo termiškai suskaidytų organinių medžiagų, o ne vienoda praskiesta cheminė vonios korozija. Įprastas nemodifikuotas poliruotas plonasienis -PTFE neturi mažo-sukibimo kompaktiško paviršiaus apdorojimo ir kryžminio -terminio stabilizavimo sutvirtinimo, kad atlaikytų ilgalaikius-organinio užsiteršimo katalizinio terminio senėjimo ciklus. Naudojant nuolatinį alyvos nugriebimą ir standartizuotus kassavaitinius riebalų šalinimo praplovimo protokolus, kartu su mažo-sukibimo arba kryžminio -sujungimo anti-storo-sienos šildytuvų struktūromis, atitinkančiomis kasdienį organinių užteršimo dangos sunkumą, galima veiksmingai apriboti mikro{12}paviršiaus mikrogradacijos plitimą ir katalizaciją. Pagal vonios riebalų koncentraciją galima sukurti tinkintus žemo-sukibimo paviršiaus kompaktiškumo ir kryžminio jungties tankio parametrus, kad būtų išlaikyti nepažeisti šilumos mainų paviršiai ir stabilus kaitinimo efektyvumas alyva užteršto metalo išankstinio apdorojimo ir dengimo bakų sistemoms.
