Šiluminio plėtimosi skirtumai tarp sulaikytų druskos kristalų ir fluoropolimero matricos sukuria ciklinį pleištinį slėgį, kuris išplečia paviršiaus mikro{0}}plyšius
Proceso voniose nuolat nusodinamos mažytės kristalinės druskos dalelės, kurios patenka į PTFE panardinamojo šildytuvo paviršiaus mikro{0}}įdubas. Druskos kristalų šiluminio plėtimosi koeficientai labai skiriasi nuo PTFE. Kaitinimo ciklų metu kristalai plečiasi ir veikia išorinę pleišto jėgą į aplinkines polimero sienas; vėsinimas sukelia susitraukimą ir palieka išplėstas tuštumas. Pasikartojantys išsiplėtimo{4}}susitraukimo ciklai nuolat didina plyšių matmenis. Šildytuvai, veikiantys reguliariai filtruojamose, mažos -kristalinės- apkrovos voniose, išlaiko lygų paviršių be įterptų kietųjų dalelių intarpų. Progresyvi pleišto apkrova išplečia paviršiaus defektus į gilius požeminius infiltracijos kanalus. Kombinuotas kristalinio pleišto mechaninis įtempis ir korozinių jonų įsiskverbimas sukelia išsklaidytą radialinį įtrūkimą ir laipsnišką PTFE panardinamojo šildytuvo izoliacijos susilpnėjimą.
Laboratoriniai palyginimo testai rodo, kad PTFE panardinamasis šildytuvas, veikiamas mažos suspenduotų kristalų koncentracijos, išlaiko stabilų 18–24 mėnesių tarnavimo laiką. Šildytuvuose, kuriuose nuolat yra įterpti mikrokristalai, per 10 mėnesių pagreitėja požeminių įtrūkimų augimas. Šiame straipsnyje analizuojami druskos-kristalų pleištavimo skilimo mechanizmai, iliustruojami kompromisai tarp pailgintų vonios filtravimo ciklų ir apsaugos nuo -pleištų-įtrūkimų bei pateikiami rizikos-atitikimo standartai.
Pagrindinės inžinerijos{0}}nuolaidos tarp pailgintų filtravimo intervalų ir kristalų pleištų pažeidimų kontrolės
Pailginus filtrų priežiūros ciklus, sumažėja eksploatacinės darbo jėgos ir vartojimo sąnaudos, tačiau mikrokristalinės druskos kaupiasi ir patenka į PTFE panardinamojo šildytuvo paviršiaus skylutes. Nuolatinis smulkus filtravimas iš esmės pašalina suspenduotas kristalines daleles, tačiau padidina filtrų keitimo dažnumą ir proceso prastovą. Standartiniame vienodame -sieniniame panardinamame PTFE šildytuve nėra kristalinio-pleišto stabilizuoto kryžminio-jungimo modifikacijos. Tūkstančiai šiluminių ciklų palaipsniui paverčia nedidelius įterptųjų dalelių įdubimus į tarpusavyje sujungtus požeminius įtrūkimų tinklus.
Įtempto druskos kristalo poveikio sunkumas ir panardinamasis PTFE šildytuvas Degradacijos rizikos lentelė
| Kasdieninės Crystal Wedging ekspozicijos valandos | Pakabinamas mikrokristalų įkrovimas vonioje | Degradacijos kaupimosi greitis | Tarnavimo laikas | Rekomenduojama struktūra |
|---|---|---|---|---|
| Mažesnis arba lygus 3 val., nuolatinis smulkus filtravimas | Maža kristalų įkrova, retų dalelių įterpimas | Lėtai silpni izoliuoti radialiniai mikro{0}}įtrūkimai | 17-23 mėn | Standartinis suformuotas PTFE panardinamasis šildytuvas |
| 3-7h periodinė filtravimo priežiūra | Vidutinė kristalų koncentracija, atsitiktinis paviršiaus įterpimas | Vidutinis požeminių įtrūkimų išsiplėtimas įterptųjų dalelių vietose | 11-15 mėnesių | Vidutinio skersinio{0}}jungimo pleišto-įtrūkimo buferinis vidutinio storio-sieninis panardinamasis PTFE šildytuvas |
| >7h uždelstas filtravimas ir apleistas vonios valymas | Sunki patvari kristalų suspensija | Greitai susitelkusios radialinės įtrūkimų zonos ir netolygus vietinis sienų retėjimas | 4-9 mėnesiai | Besiūlis aukštos kryžminės{0}}jungties storos-sienos anti-kristalinis-pleištas-plyšimas, suformuotas PTFE panardinamasis šildytuvas |
Dvigubo kristalo pleišto įtempimo ir cheminio skilimo mechanizmas
Mikrokristalinės druskos grūdeliai nusėda ir kaupiasi PTFE paviršiaus mikro{0}}tuštumose. Darbinės temperatūros svyravimai sukelia netinkamą šiluminį plėtimąsi: kristalai plečiasi intensyviau nei aplinkiniai fluorpolimerai ir daro radialinį tempimo įtempį, atverdami mikro{2}}įtrūkimus. Kai temperatūra nukrenta, kristalai susitraukia, tačiau palieka nuolat išsiplėtusius plyšius. Korozinis elektrolitas užpildo šias spragas cirkuliacijos metu ir pagilina požeminius kanalus per pasikartojančius terminius ciklus. Agresyvi terpė migruoja į plyšius, skiriančius{6}}pažeistą išorinį PTFE apvalkalą ir vidinį šildymo izoliacijos užpildą. Laidžių kristalų likučiai kaupiasi plyšių kanalų viduje, sudarydami nuolatinius nuotėkio kelius, kurie nuolat mažina izoliacijos atsparumą per kelis gamybos ciklus.
Išplatėję plyšiai sulaiko papildomas druskos daleles skysčio cirkuliacijos metu, sustiprindami pleišto jėgą ir sudarydami savaime{0}}greitėjantį gedimo ciklą. Žala atsiranda atskiruose taškuose, kur kristalai įsitvirtina ant šildytuvo paviršių.
Gamybos pavojai
Radialiniai plyšių tinklai susilpnina PTFE panardinamojo šildytuvo izoliacijos stabilumą ir sukelia protarpinius apsaugos nuo nuotėkio išjungimus, sutrikdydami nuolatinį paketinio apdorojimo eigą. Kristalinės dalelės, įstrigusios plyšiuose, sudaro fiksuotus įtempių koncentracijos taškus ir paslėptus šiluminius barjerus, dėl kurių susidaro nenuosekli ruošinio apdorojimo kokybė ir didesnis laužo kiekis. Laipsniškas plyšio išplėtimas ilgainiui prasiskverbia į korpuso struktūrą, todėl įvyksta regioninis trumpasis-jungimas ir negrįžtamas šildytuvo gedimas. Smulkūs trapūs PTFE fragmentai atsiskiria nuo įtrūkimų ribų ir užteršia proceso skystį, todėl ant tikslaus metalo pagrindo atsiranda mikro{4}}dalelių defektų.
Sušvelninimo suderinimo sprendimai
Mažos-kristalinės-rizikos gamybos linijose, kuriose įrengtos smulkaus filtravimo sistemos, gali būti naudojamas standartinis suformuotas PTFE panardinamasis šildytuvas; atlikti reguliarius drumstumo tyrimus, kad būtų galima stebėti pakibusius kristalus. Vidutinės kietųjų dalelių-rizikos dirbtuvės pasirenka vidutinio skersinio-jungimo pleišto-įtrūkimo buferinį vidutinio storio-sieninį PTFE panardinamąjį šildytuvą su tankia mažo-poringumo paviršiaus matrica, kad būtų sumažintas dalelių įsiskverbimas. Proceso voniose, kurioms būdingas nuolatinis druskos kritulių susidarymas, turi būti įrengtas vientisas didelio skersinio-jungimo storio-sienos anti-kristalinis-pleištinis-plyšimo formos PTFE panardinamasis šildytuvas, kad atlaikytų ilgalaikį{14}ciklinį pleišto įtempimą. Pagalbinės eksploatacijos taisyklės: sumontuokite tikslias filtrų kasetes mikrokristalams perimti; vengti staigių temperatūros šuolių, kurie sukelia momentinį druskos nuosėdų susidarymą; švelniai cirkuliuokite, kad apribotumėte dalelių patekimą į šildytuvo paviršius.
Išvada
Druskos kristalų pleišto gedimas atsiranda dėl termiškai sukelto mechaninio įtempio, o ne dėl tiesioginės cheminės PTFE korozijos. Daugelis operatorių stebi tik tūrinės vonios sudėtį, neatsižvelgdami į paslėptą kietųjų dalelių riziką. Įprastiems plonasieniams panardinamiems PTFE šildytuvams trūksta pakankamai atsparumo įtrūkimams, kad atlaikytų tūkstančius ciklinių pleištinių apkrovų. Nuolatinis smulkus filtravimas išlieka ekonomiškiausia ilgalaike{4}}prevencijos strategija. Proceso inžinieriai turėtų atskirti bendrą nuosėdų užteršimą nuo įterptųjų kristalų pleištų pažeidimo, kad įgyvendintų tikslinius priežiūros protokolus.
