PFA šildytuvas, kuriame sausas{0}}gaisras (veikia ore arba garuose be aušinimo skysčiu) vos 2 minutes, patiria negrįžtamų mikrostruktūrinių pažeidimų. Išorinis PFA paviršius siekia 250–350 laipsnių, o vidinis paviršius (prieš metalinę šerdį) pasiekia panašią temperatūrą. Net po aušinimo polimeras negrįžta į pradinę būseną. Dėl terminio skilimo PFA matricoje susidaro mikroskopinės tuštumos (5–50 µm skersmens), 15–25% padidėja amorfinis laisvas tūris ir 10–30% sumažėja molekulinė masė. Šie pokyčiai išlieka po aušinimo ir visam laikui padidina prasiskverbimo greitį 30–50 % per visą tolesnę priežiūrą. Šildytuvo, kūrenamo sausai{17}}2 minutes 300 laipsnių temperatūroje, HCl arba vandens garų prasiskverbimo greitis išlieka 40 % didesnis nei pradinis lygis visą likusį eksploatavimo laiką, nepaisant aušinimo. Šildytuvas „neatgaunamas“ aušinant; žala yra nuolatinė. Tokie šildytuvai turėtų būti pakeisti, o ne grąžinti kritinei priežiūrai.
Mikrostruktūros žala dėl sauso{0}}ugnio
Sauso{0}}ugnio metu įvyksta keturi negrįžtami PFA pokyčiai:
Grandinės kirpimas: šiluminė energija nutraukia C-F ir C-C ryšius, sumažindama molekulinę masę nuo 300 kDa iki 200–250 kDa. Mažesnė molekulinė masė padidina grandinės judrumą, didina difuziškumą.
Tuštumų susidarymas: Likusi drėgmė (100–500 ppm) pradeda garuoti, sudarydama 5–50 µm skersmens sferines tuštumas. Tuštumos veikia kaip nuorodos į pralaidžias molekules.
Amorfinės fazės plėtimasis: Amorfinės sritys iš dalies ištirpsta ir persikristalizuoja atviresnėje struktūroje, padidindamos laisvą tūrį 15–25%.
Paviršiaus oksidacija: Išorinis 50–100 µm sudaro trapų oksiduotą sluoksnį (karbonilo ir karboksilo grupės). Šis sluoksnis įtrūksta aušinant, sukuriant papildomus kelius.
Šie pokyčiai yra nuolatiniai, nes polimeras negali iš naujo{0}}sukryžti-susijungti arba išgydyti tuštumų esant žemesnei nei 300 laipsnių temperatūrai. Normalios darbinės temperatūros (100–200 laipsnių) neužtenka energijos, kad grandinė vėl-įsipainiotų arba uždarytų tuštumą.
Prasiskverbimo greičio padidėjimas po džiovinimo{0}}uždegimo (matuojama 80 laipsnių kampu, 30 % HCl)
| Sausas{0}}Uždegimo trukmė (min.) | Maksimali apvalkalo temperatūra ( laipsnis ) | Molekulinės masės mažinimas (%) | Tuštumų tankis (tuštumų/mm²) | Prasiskverbimo greitis (g/m²·parą) | Padidėjimas, palyginti su pradiniu lygiu (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 (pradinė) | 80 | 0% | 0 | 0.8–1.2 | 0% |
| 0,5 (30 sek.) | 180 | 2–5% | <10 | 0.9–1.4 | 10–15% |
| 1.0 | 230 | 5–10% | 10–50 | 1.1–1.7 | 30–40% |
| 2.0 | 280 | 10–15% | 50–150 | 1.3–2.0 | 40–60% |
| 3.0 | 310 | 15–20% | 100–300 | 1.6–2.5 | 70–100% |
| 5.0 | 340 (lydyti) | 20–30% | 500+ | 2.5–4.0 | 150–250% |
Sausai kūrenamo šildytuvo-2 minutes (pikas 280 laipsnių), pralaidumo greitis neribotą laiką išlieka padidintas 40–60 %. Net ir po 1000 valandų normalios eksploatacijos šlapiu režimu greitis neatsistato.
Kodėl aušinimas neatkuria atsparumo pralaidumui
Aušinimas sutraukia polimerą, bet neuždaro tuštumų ir neatkuria molekulinės masės. Tuštumos yra nuolatinės, nes polimerų grandinės, kurios kažkada užėmė tą tūrį, suskyla į lakius oligomerus, kurie pabėgo. Nelieka medžiagos užpildyti tuštumą. Amorfinis laisvas tūris visam laikui išplečiamas, nes grandinės persiorientavo į ne tokią tankią pakuotę per aukštą -temperatūrą. Tai panašu į metalo atkaitinimą,{5}}mikrostruktūra pasikeičia visam laikui. Skirtingai nuo metalų, PFA negalima pakartotinai-atkaitinti, kad būtų panaikinta žala, nes žala apima cheminį skilimą (grandinės nutrūkimą), o ne tik fizinį pertvarkymą.
Ankstesnio sauso{0}}gaisro aptikimas
Jei įtariama, kad šildytuvas buvo kūrenamas sausai-(net trumpai), trys bandymai patvirtina negrįžtamus pažeidimus:
Mikroskopija: iškirpkite skersinį-PFA sienos pjūvį. Tuštumos atrodo kaip tamsūs apskritimai (5–50 µm), padidinus 200–500 kartų. Bet kokios matomos tuštumos rodo nuolatinį pažeidimą.
Tankio matavimas: nepažeisto PFA tankis=2.13–2,16 g/cm³. Sausai deginto PFA su tuštumais tankis yra 2,05–2,10 g/cm³. 2% tankio sumažėjimas rodo reikšmingą tuštinimąsi.
Pralaidumo testas: Palyginkite tikrąjį šildytuvo HCl prasiskverbimo greitį su gamintojo specifikacijomis. 30 % padidėjimas patvirtina ankstesnį sausą -ugnį.
Sprendimas dėl pakeitimo
Šildytuvui, kuris buvo sausas{0}}kūrentas 2 minutes ar ilgiau:
Kritinės chemijos paslaugos (puslaidininkių, farmacijos): Nedelsdami pakeiskite. 40 % didesnis prasiskverbimo greitis sukels ankstyvą šerdies koroziją ir vonios užteršimą.
Ne{0}}kritinės pramonės paslaugos: Galima naudoti toliau, jei prasiskverbimo greitis vis dar yra mažesnis už proceso ribas. Kas mėnesį stebėkite izoliacijos varžą. Tikėtis 30–50 % trumpesnio likusio tarnavimo laiko.
Bet koks matomas pūslių susidarymas ar tirpimas: Nedelsdami pakeiskite. Šildytuvas beveik sugedo.
Lauko pavyzdys
Dengimo įmonė netyčia išleido baką, kol PFA šildytuvas buvo įjungtas. Šildytuvas veikė 3 minutes (numatomas didžiausias 290 laipsnių), kol operatoriai jį išjungė. Po papildymo šildytuvas išoriškai atrodė normalus (nėra matomų pūslių). Tačiau per 4 mėnesius šildytuvas patyrė žemės gedimą. Analizė po-gedimo atskleidė didelius mikrotuštumus PFA sienelėje (150 tuštumų/mm²), o HCl prasiskverbimas padidėjo 3 kartus, o metalinė šerdis buvo korozija. Tos pačios partijos šildytuvas be sausos ugnies{11}}atlaikė dar 3 metus. Sauso{14}}kūrenimo šildytuvas turėjo būti nedelsiant pakeistas, o ne grąžintas naudoti.
Išvada: sausas{0}}ugnis nuolat padidina pralaidumą 30–50 %
PFA šildytuvas, kuris buvo sausai kūrenamas-2 minutes (didžiausia apvalkalo temperatūra 280 laipsnių), patiria negrįžtamus mikrostruktūrinius pažeidimus: grandinės nutrūkimą (10–15 % molekulinės masės sumažėjimą), tuštumų susidarymą (50–150 tuštumų/mm²) ir padidėjusį amorfinį laisvą tūrį. Net ir atvėsus, prasiskverbimo greitis išlieka 40–60% didesnis nei pradinis lygis neribotą laiką. Šildytuvas neatsistato. Jei reikia ypatingos priežiūros, nedelsdami pakeiskite. Jei teikiama ne-kritinė paslauga, atidžiai stebėkite ir tikėkitės trumpesnio tarnavimo laiko. Nepasikliaukite vizualine apžiūra{15}}tuštumos yra mikroskopinės. Gerai atrodantis šildytuvas gali būti sugadintas visam laikui. Sausai išdegus{18}}niekada nepasitikėkite juo. Pakeiskite arba sumažinkite. Tuštuma yra amžina.
