Каталитическая окислительная деградация стойких остатков отбеливателя
В резервуарах для очистки сточных вод, ваннах для очистки поверхностей и промышленных очистных бассейнах часто используются окислительные отбеливатели, такие как перекись водорода, гипохлорит и персульфат, для удаления органических загрязнений. После разгрузки партии концентрированные остатки отбеливателя плотно прилипают к поверхностям погружного нагревателя из ПТФЭ, а не полностью растворяются в объемной жидкости. При длительном нагревании эти сильные окислители действуют как катализаторы, разрушая стабильные углерод-молекулярные цепи фторполимера. В отличие от свежих смешанных растворов с низкой-концентрацией, накопленный остаточный отбеливатель создает локальную гипер-окислительную микро-среду, вызывающую равномерное меление поверхности, хрупкость и утончение стенок по окружности на участках,-покрытых остатками. Лабораторные сравнительные испытания на старение показывают, что обогреватели с полной промывкой после-партии сохраняют стабильный срок службы 18–24 месяца, в то время как в установках с непромытыми остатками отбеливателя в течение 10 месяцев развивается широко распространенное окислительное растрескивание. В этой статье подробно рассматриваются механизмы окислительной деградации,-индуцированной отбеливателем, объясняется основной инженерный компромисс-между упрощенной после-промывкой партии и долгосрочной-сохранностью нагревателя, а также приводятся стандарты соответствия нагревателей градуированной-стойкости к окислителям.
Основной инженерный компромисс-между сокращенными циклами промывки и защитой от окисления
Отказ от полной-многоступенчатой промывки водой после обработки отбеливателем сокращает время простоя производства и снижает потребление чистой воды, однако нерассеиваемые окислительные остатки постоянно катализируют молекулярное разложение ПТФЭ под воздействием тепла. Выполнение расширенной циркуляционной промывки полностью устраняет пленку отбеливателя на поверхности перед периодами ожидания, но увеличивает расход воды и электроэнергии, а также продлевает время обслуживания резервуара между партиями. Стандартный погружной нагреватель из немодифицированного формованного ПТФЭ обеспечивает умеренную стойкость к кратковременным разбавленным окислителям без стабилизации с высокой -плотностью поперечных-сшивок. Концентрированный остаточный отбеливатель проникает в поверхностные микро-зазоры и вызывает необратимое окислительное охрупчивание после повторных циклов обработки.
Уровень накопления остаточного отбеливателя и таблица рисков деградации погружного нагревателя из ПТФЭ
| Еженедельные циклы отбеливания | Ежедневная продолжительность контакта с остаточным оксидантом | Скорость накопления окислительного охрупчивания | Средний стабильный срок службы | Рекомендуемая конструкция нагревателя,-стойкая к окислению |
|---|---|---|---|---|
| Меньше или равно 2 циклам в неделю, полная циркуляционная промывка после-партии | Менее или равно 3 часам остаточного воздействия отбеливающей пленки | Медленное слабое обесцвечивание матовой поверхности. | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 3–6 циклов в неделю, неполное короткое полоскание | Стойкое покрытие остатков окислителя на 3–7 часов. | Умеренное равномерное расширение микро-трещин в зонах труб с покрытием | 11–15 месяцев | Компактный погружной нагреватель из ПТФЭ со средней -стойкостью к окислителям- |
| Более 6 циклов в неделю, нулевая после-пакетная промывка | Более 7 часов непрерывного концентрированного отбеливающего катализа | Быстрое хрупкое отслоение и полное утончение стенок трубы | 4–9 месяцев | Бесшовный погружной нагреватель из формованного ПТФЭ из стабилизированного-сшитого-толстого-оксидированного-стенника |
Двойной окислительный механизм разложения остатков отбеливателя
Неразбавленные остатки окислительного отбеливателя прилипают к поверхностям из ПТФЭ после слива жидкости или частичного разбавления. Непрерывный нагрев ускоряет образование свободных радикалов из гипохлоритных, пероксидных и персульфатных компонентов. Эти радикалы с высокой-энергией атакуют длинные фторуглеродные цепи, разрывая связи C-F и превращая гладкие неповрежденные поверхности в порошкообразные меловые слои с потерей гибкости. Повторяющиеся циклы нагрева-охлаждения приводят к увеличению количества микро-ямок и трещин, вызванных окислением. Коррозионные побочные продукты окисления ионов просачиваются глубоко в поверхностные дефекты и проникают в зазоры между внешней оболочкой из ПТФЭ и внутренней изоляцией. В ходе последовательных производственных смен проводящие окисленные остатки откладываются внутри слоев волоконной изоляции, образуя постоянные каналы утечек, которые постепенно снижают общее сопротивление изоляции. Хрупкие поверхности, покрытые мелом, захватывают больше органических загрязнений и остатков отбеливателя в последующих партиях, образуя самоукрепляющийся цикл усиленного каталитического окисления и термической перегрузки. Повреждения распределяются неравномерно, концентрируясь на горизонтальных полосах жидкостной-линии, где отбеливатель концентрируется сильнее всего во время испарения жидкости.
Производственные опасности, вызванные окислительным охрупчиванием
Широко распространенные микротрещины,-вызванные отбеливателем, постепенно ухудшают сопротивление изоляции, вызывая частое отключение питания защиты от утечек-и нарушая непрерывную очистку сточных вод и графики партии зачистки. Зоны,-поврежденные окислением, образуют разбросанные слои термического барьерного загрязнения и постоянные горячие точки, что ускоряет расход добавок-стабилизаторов ванны и увеличивает ежемесячные затраты на пополнение запасов химикатов. Прогрессирующее окислительное истончение стенок в конечном итоге приводит к образованию сквозных трубных отверстий на сегментах, покрытых остатками, что обеспечивает прямой контакт между внутренними нагревательными проводами и окисляющей коррозионной жидкостью и вызывает внезапное короткое-выход из строя нагревателя. Отслаивающиеся порошкообразные фрагменты ПТФЭ с охрупченных поверхностей загрязняют готовые детали и очищенные сточные воды, вызывая дефекты поверхности изделий и неудачные испытания сточных вод на соответствие требованиям.
Решения по градуированному сопоставлению и уменьшению остатков отбеливателя
Низкочастотные-резервуары для отбеливания с полным после-циркуляционным ополаскиванием партии позволяют использовать стандартный литой погружной нагреватель из ПТФЭ; запускайте полную циркуляцию чистой воды в течение 30 минут после каждого цикла отбеливания, чтобы растворить все остатки оксидантов на поверхности. В линиях отпарки среднего-цикла с неполной короткой промывкой выберите погружной нагреватель из ПТФЭ со средней поперечной-сшивкой, компактным окислителем-стойким. Плотный поперечно--молекулярный каркас блокирует глубокое проникновение окислительных радикалов и замедляет развитие охрупчивания поверхности. Резервуары для высокочастотной-ежедневной отбеливающей обработки без стандартизированных процедур промывки должны быть оборудованы погружным нагревателем из формованного ПТФЭ, стабилизированным-бесшовными-толстыми-оксидными-стабилизированными связями. Усиленный стабилизированный барьер из фторполимера выдерживает длительное-каталитическое окисление концентрированного отбеливателя без быстрой хрупкости. Правила эксплуатации вспомогательных отбеливателей: отделить трубопроводы дозирования отбеливателя от обычных портов подачи химикатов; внедрить автоматизированные многоэтапные программы промывки после-окислительной обработки; Ежемесячно проверяйте остатки мела на поверхности нагревателя и выполняйте целенаправленную очистку мягкой водой.
Заключение
Преждевременное равномерное охрупчивание поверхности и растрескивание по окружности погружного нагревателя из ПТФЭ из-за остаточного окислительного отбеливателя происходит из-за каталитического свободно--расщепления молекулярных цепей при нагревании, наложенного циклическим влажным-сухим термическим напряжением на зоны концентрированной окислительной пленки, а не из-за равномерной химической эрозии в разбавленной ванне. Обычный несшитый стандартный ПТФЭ не имеет окислительной стабилизации высокой-плотности и утолщенных стенок, чтобы противостоять повторяющемуся каталитическому воздействию остаточного отбеливателя. Выполнение стандартизированных протоколов-многоступенчатой-промывки партии и изолирование путей дозирования отбеливателя в сочетании с -сшитым окислением-устойчивыми к толстостенным-формованным нагревательным конструкциям, подобранным к еженедельной частоте обработки партии отбеливателя, может эффективно ограничить поверхностное меление и-распространение трещин на всей стенке. Специальная плотность поперечных-сшивок и параметры стабилизированной обработки поверхности могут быть разработаны на основе типов окислительных добавок для поддержания неизменных тепловых характеристик резервуаров для химической обработки,-содержащих отбеливатель.
