Отказ перфорации вследствие электростатического пробоя относится к органическому растворителю с низкой-проводимостью и маслянистой среде, текущей с высокой скоростью внутри трубопроводов с футеровкой из PFA. Между жидкостью и фторопластовой облицовкой происходит фрикционное разделение, генерирующее большое количество статического заряда, который не может быть проведен и высвобожден вовремя. Статическое напряжение постоянно накапливается, образуя высокую разность потенциалов. Как только напряженность электрического поля превышает порог диэлектрического пробоя материала PFA, искра электростатического разряда проникает в футеровку, образуя точечные отверстия. Легковоспламеняющаяся и взрывоопасная среда воспламеняется электрическими искрами, что приводит к возникновению вспышек пожара или аварий с дефлаграцией; Коррозионная жидкость проникает через точечное отверстие в промежуточный слой, вызывая пузырьковое отслаивание футеровки и коррозионную утечку базовой трубы. Эта скрытая опасность особенно заметна в трубопроводах, транспортирующих чистые органические растворители и углеводородные среды.
1. Генерация статического электричества и механизм пробоя диэлектрика.
PFA — превосходный изоляционный материал с чрезвычайно низкой проводимостью. Когда непроводящая жидкость течет и трется о внутреннюю стенку футеровки, положительные и отрицательные заряды разделяются в соответствии с трибоэлектрической последовательностью. Стальная внешняя труба заземляется нормально, а изолированная облицовка удерживает статические заряды на своей внутренней поверхности. При непрерывной циркуляции среды внутри трубопровода резко возрастает статический потенциал. Когда электрическое поле превышает диэлектрическую прочность материала, локализованный дуговой разряд мгновенно пробивает футеровку. В отличие от механического прокола с явными следами царапин, электростатическое повреждение представляет собой крошечные круглые отверстия с обуглившимися обожженными краями на подкладке. Точка повреждения носит случайный характер, и ее трудно обнаружить при ежедневном осмотре внешнего вида.
2. Типичные позиции, подверженные статическому разрушению
Выходные секции насоса с максимальной скоростью потока и сильнейшей электризацией жидкостного трения;
Отводы, тройники и переходники с резкой турбулентностью потока и усиленным разделением заряда;
Длинные прямолинейные трубопроводы без промежуточных статических точек отвода заряда;
Глухие трубы и тупики, где накапливаются статические заряды и их невозможно отвести;
Вновь введенные в эксплуатацию трубопроводы без антистатической обработки при первоначальной подаче.
3. Основные факторы, ускоряющие статический отказ
Транспортируемая среда представляет собой не-непроводящий растворитель высокой-чистоты без добавления анти-статического проводящего агента;
Вся облицованная конструкция трубопровода полностью изолирована, отсутствуют токопроводящие каналы между облицовкой и заземленной стальной трубой;
Скорость потока в системе слишком высока, что значительно повышает эффективность генерации статического электричества при трении;
На ключевых узлах трубопровода не установлены устройства статического заземления и ионизации;
Окружающая среда сухая, с низкой влажностью воздуха, что ослабляет естественное рассеивание статического электричества в пространстве трубопровода.
4. Полные-технические меры по предотвращению и контролю ссылок
① Добавьте следы проводящих анти-добавок в изолирующую технологическую среду.
Улучшите проводимость среды, чтобы реализовать саморассеивание заряда-во время течения.
② Использовать встроенную проводящую проволочную сетку или легированную проводящую модифицированную антистатическую облицовку из PFA.
Создайте постоянный проводящий путь между облицовкой и заземленной стальной подложкой.
③ Установите устройства для устранения статического электричества и заземляющие кольца на выходах насоса, коленях и длинных участках труб.
Принудительно направьте накопленные статические заряды в контур заземления.
④ Ограничьте скорость потока среды ниже критической скорости потока, вызывающей электростатический заряд, указанной для труб с футеровкой.
Уменьшите источник генерации заряда от параметров работы.
⑤ Регулярно проверяйте сопротивление изоляции трубопровода и целостность заземления.
Устраните скрытые опасности отключения заземления и выхода из строя статических разгрузочных каналов.
5. Сравнительная таблица эффективности профилактики
表格
| Конвейерный и средний антистатический режим-конфигурации | Риск статического разрушения | Предложение по применению |
|---|---|---|
| Чистая изоляционная оболочка + не-проводящая среда + отсутствие мер по заземлению | При длительной-эксплуатации возникают случайные искровые отверстия и даже риск взрыва. | Модернизация проводящей облицовки и распределенной системы заземления для устранения статического электричества. |
| Регулировка проводимости среды + фиксированные точки заземления + контроль ограничения расхода | Эффективно подавляет накопление статического заряда и пробой диэлектрика. | Стандартные технические условия на проектирование безопасности для трубопроводов отопления с футеровкой из PFA для транспортировки растворителей |
| Встроенная проводящая обшивка + онлайн-мониторинг электростатического потенциала + ежемесячная проверка цепи заземления | Чрезвычайно низкий уровень точечной перфорации и опасность пожара и взрыва. | Предпочтительная схема трубопроводной сети обогрева с противо-коррозионной защитой от воспламеняющихся растворителей для нефтехимической промышленности |
Заключение
Электростатический пробой футеровки из PFA возникает в результате трибоэлектрического заряда между изолирующей средой и изолирующей облицовкой, что приводит к накоплению заряда и пробою футеровки искрой дуги. Основные профилактические меры включают изменение проводимости среды, использование антистатической проводящей конструкции облицовки, организацию многоточечного заземления, средства устранения статического заряда, ограничение чрезмерной скорости потока и периодическую проверку надежности заземления. Полный-замкнутый-процесс управления индивидуальным выбором материалов, конфигурацией безопасности трубопровода и электрическим контролем может исключить пожары и утечки среды, вызванные электростатической перфорацией нагревательных труб с футеровкой из PFA.
