Расширенная многополосная-мокрая-сухая коррозия из-за частого изменения уровня жидкости в резервуаре
При периодической гальванотехнике, циклической химической очистке и периодической очистке сточных вод в резервуарах наблюдаются резкие и частые колебания уровня жидкости во время загрузки материала, пополнения раствора и слива отходов. Граница жидкости-воздуха на погружных нагревателях из ПТФЭ постоянно смещается вверх и вниз, расширяя диапазон поверхностей трубок, подвергающихся поочередной конденсации пара и полному погружению в жидкость. Пары коррозионно-активных кислот, щелочей и солей металлов конденсируются на вновь обнаженных сухих участках труб, а затем после испарения воды кристаллизуются в концентрированные корки остатков. Каждое изменение уровня жидкости создает дополнительные кольцевые полосы коррозии, расположенные вертикально на нагревателе. В отличие от резервуаров со стабильной статической высотой жидкости, частые колебания уровня в широком-диапазоне приводят к множеству перекрывающихся зон эрозии под воздействием циклического гипер-концентрированного химического воздействия, что приводит к слоистому микро-питтингу, растрескиванию по окружности и повсеместному неравномерному истончению стенок. Долгосрочные сравнительные испытания в полевых условиях-показывают, что нагреватели, работающие при фиксированных стабильных уровнях жидкости, сохраняют стабильный срок службы 18–24 месяца, в то время как у агрегатов, подвергающихся ежедневным резким колебаниям уровня, в течение 10 месяцев развивается серьезная много-кольцевая деградация. В этой статье подробно рассматриваются механизмы коррозии композитов, вызванные повторяющимися изменениями уровня жидкости, объясняется основной инженерный компромисс-между гибкой регулировкой дозированной жидкости и защитой линии жидкости нагревателя-, а также приводятся градуированные стандарты соответствия нагревателей для защиты от-уровня-коррозионной коррозии.
Основной инженерный компромисс-между гибкой регулировкой объема жидкости и защитой кольцевой поверхности
Частое гибкое заполнение и слив жидкости соответствует переменным объемам пакетной обработки и упрощает ручную обработку заготовок, однако постоянное смещение границ жидкого-воздуха расширяет влажные-сухие области циклической эрозии и ускоряет много-полосную деградацию фторполимера. Поддержание фиксированного узкого диапазона уровня жидкости с помощью автоматического контроля постоянного-объема ограничивает накопление остатков пара в пределах одной узкой полосы трубки, но ограничивает гибкую регулировку размера партии и требует вспомогательного оборудования для автоматической подачи/слива жидкости. Стандартный погружной нагреватель из-из ПТФЭ с формованными стенками не имеет расширенной усиленной анти-коррозионной секции для работы в различных диапазонах высоты жидкости. Повторяющиеся вертикальные сдвиги напряжения концентрированных кристаллических остатков быстро приводят к образованию многослойных кольцевых дефектов на больших вертикальных сегментах трубы.
Серьезность колебаний уровня жидкости и таблица риска кольцевой коррозии погружного нагревателя из ПТФЭ
| Ежедневное время изменения уровня жидкости | Диапазон высоты вертикального колебания | Скорость накопления многозонной-кольцевой коррозии | Средний стабильный срок службы | Рекомендуемая конструкция нагревателя, предотвращающего-колебания |
|---|---|---|---|---|
| Менее или равно 3 циклам качания в день, колебания Менее или равны 5 см, автоматический постоянный контроль жидкости | Ограниченная одиночная узкая влажная-сухая полоса циклической эрозии | Медленное слабое рассеянное вертикальное матовое обесцвечивание. | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 4–7 циклов качания в день, колебание 5–15 см, периодическая заправка вручную. | Множественные перекрывающиеся кольцевые полосы кристаллических остатков | Умеренное расширение вертикальных многоярусных микро-ямок в верхних зонах труб | 11–15 месяцев | Удлиненный вертикальный утолщенный погружной нагреватель из ПТФЭ со средней поперечной-сшивкой |
| Over 7 swing cycles daily, fluctuation >15 см, частый полный слив/заливка | Непрерывная полная верхняя труба с попеременной конденсацией-испарением, эрозией | Быстрое многослойное растрескивание по окружности и обширное вертикальное истончение стенок. | 4–9 месяцев | Бесшовный цельноверхний-трубчатый, с высоким поперечным сечением,-с толстыми-стенками, с защитой от-коррозионной защиты, формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
Механизм разложения композитного материала при повторяющихся колебаниях уровня жидкости
При повышении высоты жидкости в резервуаре ранее сухие верхние участки труб, покрытые корками конденсированных коррозийных солей, внезапно погружаются в объем технологической жидкости. Кристаллические остатки частично растворяются в рабочей жидкости ванны, а концентрированные коррозийные ионы проникают в уже существующие-микро-поверхностные микрозазоры. Когда уровень жидкости снова падает, эти вновь смоченные зоны труб вновь-подвергаются воздействию горячих агрессивных паров; вода быстро испаряется, образуя более твердые и плотные слои кристаллов соли внутри поверхностных дефектов. Каждое смещение уровня вверх-и-вниз добавляет новые вертикальные кольцевые полосы эрозии, перекрывая старые поврежденные зоны и образуя непрерывные широкие деградированные области. Термическое расширение твердых кристаллов соли во время нагрева создает постоянное растягивающее напряжение, которое расширяет микро-ямки, превращая их в сеть кольцевых трещин во всех переменных диапазонах контакта с жидкостью. Коррозионная жидкость просачивается глубоко в каналы слоистых трещин и проникает в зазоры между внешней оболочкой из ПТФЭ и внутренней изоляцией. Остатки проводящих металлов и кислотных солей накапливаются внутри слоев волоконной изоляции, образуя постоянные каналы утечки, которые постепенно снижают общее сопротивление изоляции с каждой сменой. Грубые-поверхности, подвергшиеся многополосной коррозии, улавливают больше конденсата паров и твердых осадков во время последующих циклов уровня жидкости, усиливая влажную-сухую циклическую эрозию и создавая само-ухудшающийся цикл расширения поврежденных вертикальных секций трубы. Повреждения распространяются в виде расположенных друг над другом горизонтальных кольцевых полос, охватывающих весь диапазон изменяемой высоты жидкости в нагревателе.
Производственные опасности, вызванные много-кольцевыми коррозионными повреждениями
Многослойные микро-ямки по периметру, возникающие из-за частых колебаний уровня жидкости, постепенно ухудшают сопротивление изоляции нагревателя, вызывая частое отключение питания защиты от утечек-и нарушая графики прерывистого серийного производства. Сгруппированные полосы загрязнения кристаллическими остатками образуют вертикальные непрерывные тепловые барьеры, создавая множество вертикальных горячих точек, которые вызывают неравномерное распределение температуры в ванне и нестабильное качество обработки заготовки, что резко увеличивает процент брака. Прогрессирующее вертикальное утончение стенок поперек расположенных друг над другом кольцевых полос в конечном итоге приводит к образованию сквозных отверстий в нескольких вертикальных положениях, что обеспечивает прямой контакт между внутренними нагревательными проводами и коррозионной конденсатной жидкостью и приводит к многоточечному -короткому-точечному замыканию-нагревателя цепи и полной его утилизации. Хрупкие частицы ПТФЭ, выделяющиеся из широких зон вертикальной коррозии, загрязняют технологическую жидкость, вызывая дефекты в виде частиц и точечных дефектов на прецизионных печатных платах и металлических компонентах с покрытием.
Решения по оптимизации и градуированному согласованию и смягчению колебаний уровня жидкости
В резервуарах небольшого-объема с ограниченным-диапазоном колебаний жидкости и автоматическим постоянным контролем жидкости можно использовать стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ; установите фиксированные датчики верхнего/нижнего предела жидкости, чтобы ограничить чрезмерные колебания высоты. Средние полуавтоматические производственные линии с умеренными вертикальными колебаниями жидкости и ручной заправкой выбирают удлиненный вертикальный утолщенный погружной нагреватель из ПТФЭ средней поперечной-связи. Сверхнепрерывная усиленная толщина стенок и плотная поперечно--молекулярная структура во всем диапазоне изменяемой высоты жидкости смягчают циклическое напряжение экструзии кристаллов и медленное распространение многослойных ямок. Высокочастотные-емкостные резервуары с ежедневным полным-сливом периодической обработки с широким-диапазоном резких колебаний жидкости должны быть оборудованы бесшовными цельноверхними-трубами с высоким поперечным-связным толстыми-стенками, защищенными от-коррозионной защиты от флуктуационной коррозии, формованным погружным нагревателем из ПТФЭ. Встроенный стабилизированный барьер из фторполимера, покрывающий все потенциально изменяющиеся зоны контакта жидкости-с воздухом, противостоит длительной-много-полосной влажной-сухой циклической коррозионной эрозии. Правила эксплуатации вспомогательного контроля уровня жидкости: установить автоматические клапаны подачи и перелива жидкости для стабилизации высоты жидкости; избегайте частого частичного слива и случайного добавления жидкости; выполняйте вертикальную полную промывку верхней-трубы пресной водой после каждой корректировки количества жидкости для растворения скопившихся остатков кристаллической соли.
Заключение
Широкое вертикальное многослойное кольцевое преждевременное изъязвление и послойное утончение стенок погружного нагревателя из ПТФЭ при частых резких колебаниях уровня жидкости возникает в результате расширенных многозонных -зонных циклов чередующейся конденсации пара-испарения и наложения кристаллического коррозионного напряжения на смещающиеся границы жидкости-воздуха, а не фиксированной одно-статической паровой эрозии. Обычный стандартный ПТФЭ одинаковой-толщины не имеет расширенного вертикального-сшитого армирования и постоянного утолщения вертикальной стенки для широкого-диапазона переменных зон контакта с жидкостью. Внедрение автоматического контроля постоянного объема жидкости и протоколов полной вертикальной промывки остатков-труб в сочетании с расширенными вертикально армированными конструкциями формованных нагревателей с толстыми-сшитыми-стенками, подобранными в соответствии с ежедневной частотой колебаний жидкости и диапазоном высот, может эффективно сдерживать распространение многоярусных кольцевых микро-трещин и повсеместное истончение вертикальных стенок. Пользовательские параметры высоты вертикального армирования и плотности поперечных-связей могут быть разработаны на основе амплитуды регулирования жидкости в резервуаре для поддержания целостности стенки трубы во всех переменных диапазонах контакта жидкости-с воздухом для частых партийных сливов-заправки производственных линий мокрой обработки.
