Kā reaktīvā radikāļu izraisītā šķērssaistīšana pasliktina ekspluatācijā esošos iegremdējamos sildītājus ar PFA apvalku
Iegremdējamie sildītāji ar PFA apvalku tiek plaši izmantoti ķīmiskajām vannām, kas satur oksidētājus, peroksīdu piedevas un UV iedarbībai pakļautas atvērtas tvertnes sistēmas. Lielākā daļa materiālu specifikāciju lapu koncentrējas uz izturību pret lielapjoma ķīmiskajām molekulām, vienlaikus ignorējot lēnu noārdīšanos, ko izraisa ļoti reaģējoši brīvie radikāļi, kas rodas procesa šķidrumā. Šīs īslaicīgās radikāļu sugas uzbrūk PFA molekulārajām ķēdēm un rada šķērssavienojuma reakcijas fluorpolimēra matricā. Ārējais apvalks paliek vizuāli neskarts, tomēr polimērs kļūst trausls, zaudē elastību un rada iekšējo mikrospriegumu. Termiski mehāniskās cikla laikā pakāpeniski veidojas neredzamas mikroplaisas, kas nodrošina ķīmisko vielu caurlaidību un priekšlaicīgu sildītāja atteici, kas ievērojami pārsniedz paredzamo kalpošanas laiku.
Brīvie radikāļi var rasties no sadalītiem oksidētājiem, ūdeņraža peroksīda sadalīšanās, UV gaismas starojuma, elektroķīmiskām blakusreakcijām vai plazmas atbalstītiem tvertnes procesiem. Lai gan lielapjoma šķīdumā radikāļi ātri izzūd, tie nepārtraukti skar PFA apvalka virsmu. Tā vietā, lai sadalītu polimēru ķēdes mazos fragmentos, radikāls uzbrukums veicina šķērssavienojumu starp blakus esošajiem PFA molekulārajiem segmentiem. Šķērsšūtais polimērs zaudē sākotnējo elastību un kaļamās īpašības. Materiāla cietība palielinās, savukārt triecienizturība un pagarinājums ievērojami samazinās. Uz ārējās virsmas nav redzamas pūslīšu veidošanās, pietūkums vai krāsas maiņa. Degradācija norisinās pazemes polimēru slāņos, kas nav redzami ikdienas vizuālajām pārbaudēm.
Radikālo šķērssavienojumu degradācijai ir spēcīgas latentas īpašības. Agrīnās darbības stadijās PFA ārējā āda saglabā gludu un caurspīdīgu izskatu. Nav acīmredzamu virsmas defektu. Iekšējās šķērssaistītās trauslās zonas nevar noteikt, pārbaudot ar neapbruņotu aci. Vispraktiskākais agrīnās brīdināšanas indikators ir nepārtraukta izolācijas pretestības vērtības novirze uz leju. Kad trausls šķērssašūts polimērs tiek pakļauts termiskajam ciklam un šķidruma vibrācijas slodzei, sāk veidoties un savstarpēji savienoties pazemes mikroplaisas. Kodīga viela iekļūst caur šiem mikrokanāliem un sasniedz metāla-polimēra saskarni. Tam seko apakšvirsmas korozija un pūslīšu veidošanās, kas galu galā izraisa pēkšņu pārklājuma plīsumu un elektrisko īssavienojumu.
Vairāki praktiski inženiertehniski pretpasākumi var mazināt radikālas savstarpējas saiknes degradācijas risku. Samaziniet oksidējošo un radikāļus ģenerējošo piedevu pārmērīgo koncentrāciju procesa šķidrumā. Ja iespējams, pasargājiet atvērtās tvertnes no intensīvas UV starojuma iedarbības. Izvairieties no ilgstošas PFA sildītāju darbības maksimālās temperatūras apstākļos radikāliem bagātā vidē, piemērojiet pareizu temperatūras samazināšanu. Ieviesiet regulāru izolācijas pretestības tendenču reģistrēšanu, lai fiksētu agrīnās stadijas iekšējo polimēru noārdīšanos. Ražošanas vannām ar pastāvīgu lielu radikāļu slodzi novērtējiet alternatīvus sildītāja apvalka materiālu risinājumus.
|
Sildītāja veids |
Reaktīvais, radikālas un šķērssaistības risks |
Pamata degradācijas mehānisms |
Agrīnās stadijas uzraudzības indikators |
Galvenais inženiertehniskais aizsardzības pasākums |
|---|---|---|---|---|
|
Ar PFA apvalku |
Vidēji augsts |
Šķidruma radītie brīvie radikāļi izraisa zemūdens molekulāro šķērssavienojumu; cikliskas slodzes rezultātā polimērs zaudē elastību un veido slēptās mikroplaisas |
Pakāpeniska izolācijas pretestības samazināšanās bez redzamiem ārējā pārklājuma bojājumiem |
Kontrolējiet oksidējošās piedevas devu + UV aizsardzība + temperatūras samazināšana + periodiska izolācijas uzraudzība |
|
316 nerūsējošais tērauds |
Augsts |
Reaktīvie radikāļi paātrina pasīvās plēves oksidatīvo šķīšanu un pastiprina punktveida koroziju |
Vietējais mikrodobums uz metāla apvalka virsmas |
Ierobežojiet radikāļus radošu oksidētāju koncentrāciju procesa šķidrumā |
|
Titāns |
Vidēja |
Ar radikāļiem bagāta vide paātrina biezas oksīda slāņa augšanu uz titāna apvalka; palielinās sekundārās spraugas korozijas risks |
Tumša krāsas maiņa uz titāna apvalka virsmas |
Kontrolējiet apvalka temperatūru oksidējošo radikāļu darba apstākļos |
|
Kausēts kvarcs |
Zems |
Kvarcs ir inerts pret brīvajiem radikāļiem; risks galvenokārt rodas no sekundārās daļiņu erozijas, ko izraisa sadalījušās nogulsnes |
Vāji virsmas netīrumi vai matētas erozijas pēdas |
Filtrēt cietās nogulsnes, kas radušās radikālas sadalīšanās reakcijās |
Noslēgumā jāsaka, ka brīvo radikāļu izraisītā šķērssaistīšana ir nepārprotams novecošanas ceļš iegremdējamiem sildītājiem ar PFA apvalku oksidējošās ķīmiskās vannās. Neskarts ārējais fluorpolimēra slānis slēpj trauslumu, ko izraisa iekšējā šķērssavienošanās. Saprātīga oksidējošo piedevu kontrole, UV aizsargierīces, temperatūras samazināšana un nepārtraukta izolācijas pretestības izsekošana ir būtiska, lai izvairītos no radikāļu izraisītas priekšlaicīgas PFA sildīšanas mezglu atteices.
