Захваченные агрессивные пары образуют коррозионно-активные границы раздела газов-жидкостей вдоль верхних секций нагревателя.
Закрытые или плохо вентилируемые технологические резервуары выделяют плотные кислотные и окислительные пары из нагретых химических растворов. Эти пары собираются над уровнем жидкости и неоднократно конденсируются на верхней части погружного нагревателя из ПТФЭ. Чередование конденсации и испарения пара создает постоянную зону чередования газа-жидкости. Агрессивные конденсированные вещества постепенно ослабляют поверхностные молекулярные цепи и образуют микро-дефекты. Нагреватели, установленные в хорошо-проветриваемых резервуарах, предотвращают постоянное воздействие пара и сохраняют полную компактность внешней матрицы. Длительное-воздействие паров обеспечивает стабильные пути проникновения конденсированных коррозионно-активных сред. Комбинированный стресс парового окисления и жидкостная химическая эрозия вызывают утончение верхней региональной стенки и постоянное ослабление изоляции погружного нагревателя из ПТФЭ.
Лабораторные сравнительные испытания показывают, что погружной нагреватель из ПТФЭ внутри хорошо вентилируемых резервуаров сохраняет стабильный срок службы 18–24 месяца. Нагреватели, подвергающиеся воздействию скопившихся агрессивных паров, в течение 10 месяцев подвергаются быстрому поверхностному окислению и образованию пор. В этой статье анализируются механизмы термической-химической деградации композитов в условиях ограниченного парового окисления, иллюстрируются-компромиссы-между упрощенной схемой вентиляции и защитой от-паровой-коррозионной защиты, а также приводятся дифференцированные стандарты соответствия для-плохой-вентиляции.
Основной инженерный компромисс-между планировкой с ограниченной вентиляцией и контролем окисления паров
Уменьшение вентиляционных отверстий упрощает герметизацию резервуара и снижает эксплуатационные расходы выхлопной системы, однако захваченные коррозионные пары постоянно конденсируются и окисляют верхние поверхности погружного нагревателя из ПТФЭ. Строительство эффективных вытяжных и вентиляционных каналов принципиально удаляет концентрированные пары, но увеличивает потребление энергии вытяжными вентиляторами. Стандартный погружной нагреватель из ПТФЭ с однородными-стенками не имеет-стойкого к окислению поперечного-усилителя поверхности. Повторяющаяся конденсация и испарение пара быстро расширяют разбросанные микро-зазоры в взаимосвязанные сети подповерхностных пор в верхних областях нагревателя.
Плохая вентиляция и таблица рисков окисления паров погружного нагревателя из ПТФЭ
| Ежедневные часы воздействия паров | Концентрация захваченного коррозионного пара | Скорость накопления деградации | Срок службы | Рекомендуемая структура |
|---|---|---|---|---|
| Меньше или равно 3 часам, непрерывная принудительная вентиляция | Низкая концентрация пара | Медленные слабые изолированные поверхностные микро-разрывы в верхних секциях | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 3–7 часов прерывистая работа выхлопа | Средняя концентрация пара | Умеренное расширение подповерхностных каналов окисления | 11–15 месяцев | Погружной нагреватель из ПТФЭ со средней-стойкостью к окислению-средней толщины-стенками |
| >7-часовой почти герметичный резервуар с ограниченным воздухообменом | Высоконасыщенный коррозионный пар | Быстро сгруппированные окисленные пористые зоны и региональное истончение стенок | 4–9 месяцев | Бесшовный погружной нагреватель из формованного из PTFE бесшовного-сшивного материала с толстыми-стенками и защитой от-паров-окисления |
Двойной механизм пароконденсационного окисления и термического разложения
Недостаточная вентиляция приводит к тому, что агрессивные пары задерживаются над поверхностью жидкости в резервуаре. Пары конденсируются в тонкие пленки жидкости на верхних открытых участках погружного нагревателя из ПТФЭ. Нагревание ускоряет реакции окисления между конденсированной средой и поверхностью фторполимера, ослабляя молекулярную структуру и образуя микро-поры. В каждом цикле нагрева-охлаждения конденсированные коррозионные компоненты проникают в подповерхностные дефекты и постоянно расширяют существующие каналы. Агрессивный конденсат просачивается в зазоры между окисленной внешней оболочкой из ПТФЭ и внутренним теплоизоляционным наполнителем. Остатки проводящей реакции накапливаются внутри слоев изоляции, образуя постоянные каналы утечки, которые постепенно снижают сопротивление изоляции в течение рабочих циклов. Окисленные шероховатые поверхности легко сохраняют пленки конденсированного пара, продлевая продолжительность реакции и ускоряя разрушение матрицы в результате самоусиляющегося цикла старения. Повреждения в основном концентрируются в верхних секциях нагревателя, расположенных в зоне конденсации пара погружного нагревателя из ПТФЭ.
Производственные опасности
Пористые зоны,-индуцированные окислением, снижают сопротивление изоляции погружного нагревателя из ПТФЭ и вызывают частые отключения защиты от утечек, прерывая непрерывное производство партий обработки поверхности. Остатки, запертые внутри окисленных пор, препятствуют равномерной передаче тепла и образуют локальные горячие точки, что приводит к нестабильной температуре ванны и более высокому проценту брака заготовок. Прогрессирующее региональное утончение стенок, вызванное постоянным окислением паров, в конечном итоге приводит к образованию сквозных отверстий, что приводит к частичному короткому замыканию- верхней секции и полной поломке нагревателя. Крошечные хрупкие фрагменты ПТФЭ отрываются от окисленных поверхностей и попадают в технологическую жидкость, создавая дефекты в прецизионных металлических компонентах и печатных платах.
Соответствующие решения по смягчению последствий
В производственных резервуарах с низким-паром-риском, оснащенных стабильными вытяжными системами, можно использовать стандартный литой погружной нагреватель из ПТФЭ; оставьте достаточное пространство для циркуляции воздуха над поверхностью жидкости. В цехах со средней-вентиляцией-риском выбирают средний-окисление-устойчивый к среднему-стенному ПТФЭ-нагреватель со стабильной молекулярной структурой, чтобы замедлить деградацию поверхности,-вызванную паром. Производственные линии с герметичными конструкциями резервуаров и тяжелым скоплением паров должны быть оборудованы бесшовными погружными нагревателями из формованного ПТФЭ из формованного ПТФЭ с высоким поперечным-толстым-стенками, защищающим от паров-паров-, чтобы противостоять постоянному циклическому воздействию конденсации пара. Правила вспомогательной эксплуатации: устанавливать направленные вытяжные колпаки выше уровня жидкости; избегайте полностью герметичных крышек резервуаров во время нагрева; регулярно вытирайте конденсированные остатки химикатов на верхних секциях нагревателя.
Заключение
Региональное окисление поверхности и локализованное истончение стенок представляют собой типичный отказ, ограниченный секциями нагревателя, подверженными коррозионной конденсации паров. Распределение повреждений демонстрирует очевидные позиционные характеристики, в отличие от равномерной коррозии, возникающей в условиях полного погружения в жидкость. Обычным тонкостенным погружным нагревателям из ПТФЭ не хватает молекулярной стабильности, чтобы противостоять циклическому окислению конденсированными агрессивными парами. Оптимизация вентиляции резервуаров остается наиболее прямой и экономичной профилактической мерой. Бригады технического обслуживания должны регулярно проверять зоны сбора паров и сопоставлять затраты на преобразование вентиляции с потерями, связанными с заменой оборудования, чтобы разработать индивидуальные планы защиты для герметичных систем резервуаров для влажной обработки, оснащенных погружным нагревателем из ПТФЭ.
