В долгосрочной-высокой-водно-кислотной-основной среде покрытие из PFA будет подвергаться медленной реакции гидролиза под совместным действием молекул воды и тепла. Молекулярный скелет фторполимера постепенно разрушается, что приводит к увеличению пористости покрытия, снижению адгезии, охрупчивающему растрескиванию и пузырьковому отслоению границы раздела. Эту скрытую деградацию невозможно полностью обнаружить при заводской проверке искры, и она часто приводит к отсроченному отказу после нескольких месяцев эксплуатации-на месте эксплуатации. В этой статье излагаются принцип гидролиза и методы предотвращения всего-процесса.
1. Основной механизм гидролизной деградации
PFA обладает превосходной водостойкостью при комнатной температуре, но высокая температура обеспечивает энергию активации реакции для проникновения молекул воды и разрыва связей.
Водяной пар и ионизированные молекулы воды проникают по микропорам покрытия и межслоевым зазорам, достигая границы раздела покрытия и металлической подложки;
При длительно высокой температуре вода атакует слабые места молекулярных цепей PFA, разрушая частичные химические связи C-F и боковые-цепи, образуя гидроксильные группы и небольшие молекулярные фрагменты внутри покрытия;
Непрерывный гидролиз делает компактную структуру покрытия рыхлой, микропоры соединяются между собой, образуя каналы проникновения; в то же время продукты гидролиза накапливаются на поверхности склеивания, создавая внутреннее давление, заставляющее покрытие отделяться от основной трубы. Щелочная среда может значительно катализировать скорость гидролиза, поэтому покрытие из PFA стареет гораздо быстрее в горячем растворе сильной щелочи, чем в кислой среде.
2. Типичные проявления отказов, вызванных гидролизом.
Поверхность покрытия становится матовой и теряет блеск, кое-где появляются мелкие дырочки;
Локальные волдыри постепенно расширяются и сливаются в крупные участки шелушения;
Покрытие становится хрупким, и при незначительном термическом ударе или внешнем воздействии трещины быстро распространяются;
Обнаружение искры не удается во время регулярной проверки, и возникают новые точки постоянной утечки.
3. Основные факторы, ускоряющие гидролизное повреждение.
Рабочая температура близка к предельной температуре долгосрочного-обслуживания PFA или превышает ее;
Длительное-замачивание в кипящей воде, горячем щелочи и-смешанном водном растворе при высокой температуре;
Неполное спекание с многочисленными внутренними межслоевыми пустотами, обеспечивающими удобные каналы для инфильтрации воды;
На покрытии образуются царапины и микротрещины, образующиеся при монтаже, непосредственно сокращающие путь проникновения гидролиза;
Выключение оборудования без слива остатков жидкости, поэтому покрытие всегда находится во влажном пропитанном состоянии.
4. Меры по систематической оптимизации для сдерживания гидролизного старения.
① Строго контролировать верхний предел рабочей температуры.
Стандартизировать расчетную удельную мощность, чтобы избежать локального перегрева стенки трубы; запретите длительную-работу при температуре выше 200 градусов, чтобы исключить условия термической активации реакции гидролиза.
② Повышение компактности покрытия за счет оптимизированного распыления и спекания.
Используйте грунтовку плюс многослойное тонкое распыление, реализуйте сегментированный программируемый нагрев и медленное охлаждение спекания, чтобы устранить внутренние капиллярные поры и заблокировать основной путь проникновения молекул воды.
③ Усиление защиты от-царапин при транспортировке и установке.
Готовую продукцию упаковывайте индивидуально, используйте фланцевые крепления-с регулируемым крутящим моментом и гибкие фиксирующие опоры, чтобы предотвратить повреждение покрытия, которое может привести к быстрому гидролизу из-за дефектов.
④ Стандартизировать правила технического обслуживания при отключении оборудования.
При длительном-остановке работы обязательно слейте всю водную среду из резервуара, просушите поверхность трубы феном, чтобы прекратить постоянную статическую инфильтрацию молекул воды.
⑤ Выбирайте устойчивое к гидролизу-модифицированное сырье PFA.
Для работы в условиях горячей щелочи и высоких-температур используйте порошок PFA, стабилизированный гидролизом-, с добавлением модификаторов, препятствующих-гидролизу, чтобы улучшить стабильность молекулярной цепи и уменьшить вероятность разрыва связей-.
5. Сравнение эффектов различных схем профилактики.
表格
| Условия использования и процесс | Скорость разложения гидролиза | Предложение по практическому применению |
|---|---|---|
| Обычное покрытие + пере-длительная-работа при перегреве | Чрезвычайно быстро | Строго избегайте этого режима работы. |
| Компактное много-слойное покрытие + контроль ограничения температуры | Очевидно уменьшенный | Стандартная схема основного производства |
| Модифицированный анти-гидролизный PFA + регулярный уход за дренажем | Самая медленная деградация | Предпочтительно для горячей щелочной среды. |
Заключение
Гидролиз ПФА — это химическая реакция, вызываемая совместно водой и высокой температурой. Основные идеи профилактики заключаются в уменьшении каналов проникновения воды, ограничении рабочей температуры и недопущении длительного-замачивания. За счет оптимизации качества формовки продукции и-управления операциями на объекте можно эффективно контролировать скорость гидролизного старения, что значительно продлевает срок службы нагревательных труб с покрытием PFA в высоко-водных анти-коррозионных системах.
