Отказ от точечного электростатического пробоя означает, что не-непроводящая футеровка из PFA постоянно накапливает статические заряды на своей внутренней поверхности во время-высокоскоростного потока органического растворителя, жидкого углеводорода и среды с низкой-проводимостью. Когда электростатический потенциал достигает порога пробоя, мгновенный искровой разряд проникает в футеровку, образуя крошечные сквозные отверстия. Коррозионная среда проникает в промежуточный слой между футеровкой и стальной основной трубой, вызывая коррозию основного металла и межслойное пузырьковое отслаивание. В тяжелых случаях электростатические искры могут воспламенить легковоспламеняющуюся технологическую среду и вызвать опасность взрыва. Этот сбой часто возникает в трубопроводах, транспортирующих чистые органические растворители, химические жидкости с низкой-полярностью и не-высокопоточные не-проводящие среды.
1. Механизм накопления и пробоя статического заряда.
PFA — превосходный электроизолятор с чрезвычайно низкой проводимостью. Когда жидкость с низкой-проводимостью течет с высокой скоростью и трется о внутреннюю стенку футеровки, на границе раздела двух-фаз происходит разделение зарядов. Положительные и отрицательные заряды разделяются и собираются на поверхности футеровки и жидкости соответственно. Поскольку слой фторопласта не может проводить статическое электричество к внешней стальной трубе для высвобождения, разность потенциалов продолжает расти до тех пор, пока напряженность электрического поля не превысит предел диэлектрического выдерживаемого напряжения материала PFA. Мгновенно образуется узкий проводящий искровой канал, пробивающий сквозное микро-отверстие в футеровке. В отличие от механического прокола, вызванного воздействием инородного тела, данное повреждение представляет собой дефект пробоя диэлектрика с крайне малой апертурой и сильной маскировкой на начальной стадии.
2. Типичные позиции, подверженные статическому разрушению
Прямые участки выпускных труб насоса с максимальной скоростью потока и сильнейшей электризацией трением жидкости;
Положения колена и тройника с резким изменением направления потока и усиленным турбулентным разделением зарядов;
Участки переходных труб, где скорость потока резко возрастает, а скорость накопления статического электричества резко возрастает;
Прямые трубопроводы на большие расстояния-без статических точек ликвидации на маршруте;
Трубопровод с высокой точкой-газа-жидкости, двухфазных-участков с сильным трением между жидкостью и пузырьками.
3. Основные факторы, ускоряющие статический отказ
Транспортируемая среда имеет сверх-низкую проводимость, в ней отсутствуют свободные ионы, способные нейтрализовать статические заряды;
Система трубопроводов не оборудована устройствами статического заземления и статического снятия;
Скорость рабочего потока превышает предел антистатической конструкции, что приводит к быстрому накоплению заряда;
Подкладка представляет собой чистую изоляционную формулу без проводящих модификаций и функции рассеивания статического электричества;
Система не имеет герметизации инертным газом, пузырьки воздуха смешиваются с средой, что усиливает электризацию трения.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Использовать анти-антистатическую модифицированную проводящую облицовку из PFA для трубопроводов с легковоспламеняющимися средами и средами с низкой-проводимостью.
Обеспечить утечку шихты в наружную стальную трубу через саму футеровку.
② Установите многоточечное-надежное заземление для всей сети стальных труб, чтобы направить статическое электричество в землю.
Сформируйте полный разрядный контур, чтобы фундаментально устранить разницу потенциалов.
③ Ограничивайте скорость потока в трубопроводе строго в соответствии со спецификациями антистатической конструкции.
Уменьшите трение на границе раздела и скорость генерации заряда в источнике.
④ Установить онлайн-уловители статического электричества и оборудование для нейтрализации ионов на ключевых участках трубопровода.
Активно нейтрализуйте накопленные электростатические заряды в режиме реального времени.
⑤ Регулярно проводить обнаружение искровых утечек и проверку диэлектрической прочности футеровки трубопроводов с футеровкой.
Заблокируйте крошечные пробойные отверстия до того, как произойдет утечка среды.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Проектирование трубопровода и режим заземления | Риск электростатического пробоя | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Чистая изолирующая облицовка + отсутствие заземления системы + превышение-предельного расхода | Отверстия статического пробоя появляются в течение короткого рабочего цикла. | Замените антистатическую облицовку-и выполните полную трансформацию заземления трубопровода. |
| Проводящая модифицированная облицовка + полное-заземление системы + блокировка ограничения расхода | Эффективно предотвращает накопление заряда и пробой диэлектрика. | Стандартные технические условия на проектирование безопасности для трубопроводов отопления с футеровкой из легковоспламеняющегося растворителя PFA |
| Распределенный статический мониторинг + автоматическая нейтрализация ионов + ежегодная проверка диэлектрических характеристик | Чрезвычайно низкая перфорация и скрытая опасность пожара и взрыва | Предпочтительная схема для противо-коррозионной трубопроводной сети обогрева нефтехимической и горючей среды |
Заключение
Нарушение проникновения электростатического разряда в футеровку из PFA возникает из-за фрикционной электризации среды с низкой-проводимостью на изолирующей футеровке, что приводит к накоплению заряда и искровому пробою диэлектрика. Основные подходы к предотвращению включают использование проводящих антистатических материалов для облицовки, реализацию комплексной защиты заземления трубопровода, контроль скорости потока среды, настройку оборудования для активного устранения статического электричества и усиление регулярной проверки диэлектриков. Управление всем-замкнутым-циклом процесса выбора материала, проектирование системы заземления и контроль параметров процесса могут предотвратить утечки в футеровке и пожаробезопасные происшествия, вызванные электростатическим пробой нагревательных труб с футеровкой из PFA.
