УФ-излучение разрушает поверхностные цепи C-F, образуя пористые слои разложения
В резервуарах для воздействия ПХБ, очистки поверхностей и очистки сточных вод часто устанавливают лампы УФ-дезинфекции или фотокаталитические лампы рядом с нагревательными компонентами. Длительное-непрерывное ультрафиолетовое облучение бомбардирует внешнюю оболочку погружного нагревателя из ПТФЭ, разрывая стабильные молекулярные связи углерода-фтора и разрушая компактную структуру поверхности. Нагреватели, расположенные вдали от источников УФ-излучения, сохраняют неповрежденными плотные защитные слои, а длительное воздействие УФ-излучения приводит к образованию однородных неглубоких микро-пор во всех облучаемых участках. Пористые дефекты, вызванные УФ-, действуют как каналы быстрой инфильтрации ионов, сочетая фотохимическое разложение с коррозионной эрозией в ванне, вызывая меление поверхности и общее ослабление изоляции погружного нагревателя из ПТФЭ.
Лабораторные сравнительные испытания показывают, что погружной нагреватель из ПТФЭ, защищенный от УФ-излучения, сохраняет стабильный срок службы 18–24 месяца. Нагреватели, ежедневно подвергающиеся сильному облучению УФ-лампой, в течение 10 месяцев страдают от серьезного разрыва поверхностной цепи. В этой статье анализируются механизмы УФ-фотохимической термической-химической деградации композитов, иллюстрируются-компромиссы-между тесным расположением УФ-ламп и защитой поверхности от-УФ-излучения, а также приводятся градуированные стандарты соответствия против-УФ-излучения.
Основной инженерный компромисс-между компактной установкой УФ-лампы и контролем деградации УФ-излучения
Установка УФ-ламп рядом с нагревателями экономит внутреннее пространство резервуара и повышает эффективность фотокатализа, однако постоянное УФ-излучение разрушает внешнюю молекулярную структуру погружного нагревателя из ПТФЭ. Установка перегородок, изолирующих УФ-излучение, или размещение ламп в удаленных местах принципиально исключает прямое облучение, но снижает эффективность реакции и увеличивает занимаемое пространство резервуара. Стандартный погружной нагреватель из ПТФЭ с однородными-стенками не содержит добавок, стабилизирующих УФ-излучение-поперечно-сшивок. Длительное-воздействие ультрафиолета быстро расширяет рассеянные УФ-микро-разрывы в взаимосвязанные полные-сети подповерхностных дефектов.
Таблица рисков деградации поверхности УФ-излучения и погружного нагревателя из ПТФЭ
| Ежедневное время воздействия УФ-излучения | Интенсивность УФ-излучения | Скорость накопления фотодеградации | Срок службы | Рекомендуемая структура |
|---|---|---|---|---|
| Менее или равно 3 часам в день, оборудованы экранами для защиты от ультрафиолета | Низкая интенсивность Менее или равна 80 мкВт/см² | Медленные, слабые, рассеянные крошечные поверхностные микро-поры | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 3–7 часов частичного прямого УФ-воздействия без защиты | Средняя интенсивность 80–180 мкВт/см² | Умеренное расширение подповерхностных пор | 11–15 месяцев | Погружной нагреватель из ПТФЭ со средней поперечной-сшивкой, УФ-экраном и средней толщиной-стенок |
| >7 часов, круглосуточно--сутки, неэкранированное сильное УФ-излучение | High intensity >180 мкВт/см² | Быстрое измельчение-поверхности и равномерное утончение стенок | 4–9 месяцев | Бесшовный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ с высоким поперечным-толстым-стенным покрытием и защитой от-УФ-деградации |
Двойной механизм УФ-фотодеградации и жидкостной коррозии
Ультрафиолетовые фотоны непрерывно падают на поверхность погружного нагревателя из ПТФЭ и разрывают связи C-F, образуя свободные радикалы, ослабляя молекулярную структуру и образуя пористые меловые слои. Кислые анионы и ионы тяжелых металлов в химической жидкости проникают в микропоры,-индуцированные УФ-излучением-во время каждого цикла нагрева-охлаждения, еще больше расширяя каналы подповерхностных дефектов. Коррозионные среды проникают глубоко в зазоры между внешней разрушенной оболочкой из ПТФЭ и внутренним теплоизоляционным наполнителем. Остатки проводящих солей накапливаются внутри слоев изоляции, образуя постоянные каналы утечки, которые цикл за циклом постепенно снижают общее сопротивление изоляции. Пористые поверхности,-поврежденные УФ-излучением, поглощают больше агрессивных ионов и взвешенных отложений в процессе циркуляции, ускоряя постоянное измельчение поверхности и образуя само-ухудшающийся цикл старения. Повреждения равномерно распределяются по всем вертикальным поверхностям, обращенным к источникам УФ-ламп погружного нагревателя из ПТФЭ.
Производственные опасности
УФ-индуцированные полно-микро-поры на всей поверхности резко снижают сопротивление изоляции погружного нагревателя из ПТФЭ и вызывают частые отключения электроэнергии для защиты от утечек, прерывая непрерывную фотоочистку печатной платы и производство партий очистки сточных вод. Рыхлые слои,-подобные мелу, препятствуют теплопередаче и образуют разбросанные постоянные горячие точки, что приводит к нестабильной эффективности обработки жидкости и более высокому проценту брака заготовок. Постепенное равномерное утончение стенок, вызванное фотохимическим повреждением матрицы, в конечном итоге приводит к образованию случайных отверстий для проникновения, что приводит к многоточечному короткому-замыканию и полной утилизации погружного нагревателя из ПТФЭ. Мелкий хрупкий порошок ПТФЭ осыпается с поверхностей, поврежденных ультрафиолетом-, и загрязняет технологическую жидкость, вызывая появление частиц и помутнение на подложках прецизионных печатных плат.
Соответствующие решения по смягчению последствий
На производственных линиях с низким-УФ-облучением, оснащенных изолирующими перегородками, можно использовать стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ; отрегулируйте расстояние установки УФ-лампы, чтобы избежать прямого облучения корпусов обогревателей. Мастерские со средним риском УФ-излучения выбирают погружной нагреватель из ПТФЭ со средним поперечным-УФ-экраном и средней толщиной-стенок со специальными добавками, защищающими от-УФ-излучения, чтобы замедлить разрыв цепи C-F. Линии массового производства с длительной-работой неэкранированных УФ-ламп должны быть оборудованы бесшовными погружными нагревателями из PTFE с высоким поперечным-толстым-стенками, защищающими от-УФ-деградации, чтобы противостоять постоянной фотонной бомбардировке. Правила вспомогательной эксплуатации: между лампами и обогревателями установить непрозрачные УФ-изоляционные пластины; регулярно проверять стареющие УФ-лампы, чтобы избежать чрезмерной утечки радиации; отрегулируйте расположение оборудования так, чтобы нагревательные компоненты находились вне зон прямого воздействия ультрафиолета.
Заключение
Полное-измельчение поверхности и равномерное утончение стенок погружного нагревателя из ПТФЭ под воздействием длительного-ультрафиолетового облучения происходят из-за сопряженного фотохимического разрыва молекулярной цепи и ускоренной инфильтрации коррозионных ионов через УФ--разрыхленные микро-поры, а не из-за стабильного компактного старения в среде, защищенной от УФ-излучения-. Обычный погружной нагреватель из ПТФЭ с тонкими-стенками из несшитого-не имеет УФ-защиты,-блокирующей поперечные-сшивки, чтобы противостоять непрерывному фотонному излучению. Стандартизированная УФ-изоляционная перегородка и протоколы расположения удаленных ламп в сочетании с УФ-стабилизированным погружным нагревателем из ПТФЭ с поперечными-толстыми-поперечными связями в зависимости от интенсивности излучения и продолжительности ежедневного воздействия могут эффективно сдерживать деградацию поверхностных пор и продлить срок службы систем резервуаров для химикатов УФ-фотокатализа, оснащенных погружным нагревателем из ПТФЭ.
