Unikālie riski, karsējot hlorētus šķīdinātājus
Hlorētie šķīdinātāji-trihloretilēns, metilēnhlorīds, perhloretilēns-ir tvaiku attaukošanas rīki. Tie izšķīdina smagās eļļas un smērvielas, kurām ūdens tīrīšanas līdzekļi nevar pieskarties. Šo šķīdinātāju karsēšana līdz vārīšanās temperatūrai, lai radītu tvaikus, rada unikālas drošības problēmas, kas nav sastopamas ūdens pārklājuma vannās.
Primārais risks ir šķīdinātāja hidrolīze. Hlorēti šķīdinātāji reaģē ar ūdeni paaugstinātā temperatūrā, veidojot sālsskābi. Šī skābe uzbrūk metāla siltummaiņiem ar ātru vienmērīgu koroziju. Korozijas produkti piesārņo šķīdinātāju. Atšķaidītās caurules sienas galu galā izplūst tvaiku šķīdinātājā, radot bīstamu maisījumu.
Sekundārais risks ir sausa{0}}uguns. Šķīdinātāja līmenis attaukošanas tvertnēs svārstās, jo iztukšošana{2}}iztukšo rezervuāru. Siltummainis, kas īslaicīgi atrodas virs šķidruma līmeņa, piedzīvo strauju temperatūras paaugstināšanos. Metāla spoles var sasniegt temperatūru, kas aizdegas šķīdinātāja tvaikus. Drošības likmes ir augstākas nekā jebkurai ūdens lietošanai.
Hidrolīzes korozijas cikls
Hlorētie šķīdinātāji ir higroskopiski. Darbības laikā tie absorbē atmosfēras mitrumu. Viršanas temperatūrā absorbētais ūdens hidrolizē šķīdinātāju, izdalot HCl. Stabilizatori, ko pievienojuši šķīdinātāju ražotāji, attīra nedaudz HCl, bet stabilizators laika gaitā tiek patērēts.
Nerūsējošā tērauda siltummainis šajā vidē saskaras ar nepārtrauktu HCl uzbrukumu. Korozijas ātrums, lai gan tas nav katastrofāls nevienā dienā, pakāpeniski atšķaida caurules sienu. Kaulu veidošanās sākas virsmas ieslēgumos un graudu robežās. Tvaika kondensāts caurulē galu galā atrod ceļu caur bedri vai plaisu šķīdinātāja vannā.
Iegūtā tvaika{0}}šķīdinātāja mijiedarbība ievērojami paātrina hidrolīzi. HCl paaudzes tapas. Šķīdinātājs kļūst skābs. Apstrādājamās detaļas parādās ar iegravētām virsmām vai traipiem. Visa šķīdinātāja uzlāde ir jāaizstāj-dārgā bīstamo atkritumu apglabāšanas gadījumā.
1. tabula. Siltummaiņa materiālu drošības salīdzinājums hlorēto šķīdinātāju servisā
| Materiāls | HCl izturība pret koroziju | Sausa{0}}Ugunsgrēka risks | Tvaika noplūdes sekas | Kopējais drošības novērtējums |
|---|---|---|---|---|
| SS 316L | Nabaga | Augsts (aizdegšanās risks) | Paātrināta hidrolīze | Zems |
| Titāns | Mērens (bez dobuma) | Mērens | Mērena hidrolīze | Zema-Mērena |
| Kvarcs | Labs (ķīmisks) | Lūzums uz sausas{0}}ugunsgrēka | Nav (ja ir neskarts) | Mērens |
| PTFE (gravitācijas{0}}notece) | Lieliski | Zems (paš{0}}noteces) | Nav hidrolīzes katalīzes | Augsts |
Drošības novērtējums, pamatojoties uz publicētajiem ķīmiskās saderības datiem un tvaika attaukošanas incidentu ziņojumiem.
Kāpēc Gravity{0}}notekas dizains ir svarīgs
Standarta tvaika -apsildāmā iegremdēšanas spole saglabā kondensātu caurulēs, kad tvaika plūsma apstājas. Ieslodzītais ūdens, joprojām karsts, rada pastāvīgu korozijas risku metāla cauruļu iekšpusē. Kad spole ir pakļauta virs šķīdinātāja līmeņa, šis notvertais ūdens sāk tvaikot, radot spiediena lēcienus, kas noslogo caurules sienas.
Gravitācijas{0}}noteces PTFE siltummainis ir paredzēts pilnīgai kondensāta novadīšanai. Caurules nepārtraukti sliecas uz leju līdz kondensāta savākšanas kolektoram zemākajā punktā. Kad tvaika plūsma apstājas, kondensāts pilnībā izplūst. Ieslodzījuma ūdens nepaliek. Iekšējā korozija nenotiek. Uz sausas{6}}uguns iedarbības neveidojas spiediena lēcieni.
Pats PTFE materiāls nav -katalītisks pret šķīdinātāja hidrolīzi. Atšķirībā no metāla virsmām, kas var paātrināt HCl veidošanos, PTFE ir ķīmiski inerts. Šķīdinātājs redz tikai oglekļa-fluora saites, kas nepiedāvā reaktīvas vietas hidrolīzes katalīzei. Šķīdinātāja stabilizatora patēriņa rādītāji samazinās, pagarinot vannas kalpošanas laiku.
Sausa{0}}Ugunsizturība
Visi attaukošanas līdzekļos esošie siltummaiņi apdraud īslaicīgu iedarbību virs šķīdinātāja līmeņa zema{0}}līmeņa notikumos. Metāla spole, kas ir pakļauta 150 grādu tvaika iedarbībai no iekšpuses un karstiem šķīdinātāja tvaikiem ārpusē, darbojas tuvu dažu šķīdinātāju-gaisa maisījumu pašaizdegšanās temperatūrai. Sausa apdedzināta metāla caurules daļa var sasniegt tvaika temperatūru, kas ir krietni augstāka par drošām robežām.
PTFE iztur nepārtrauktu temperatūru līdz 260 grādiem bez degradācijas. Īslaicīga sausa uguns iedarbība pie tipiskām tvaika temperatūrām 120–160 grādi neizraisa materiāla izmaiņas. PTFE virsma neoksidē, nekatalizē un neaizdedzina šķīdinātāja tvaikus. Kad šķīdinātāja līmenis ir atjaunots, PTFE spole atsāk normālu darbību bez bojājumiem.
Kvarca sildītāji nodrošina līdzīgu ķīmisko izturību, taču tie saplīst aukstā šķīdinātāja termiskā trieciena ietekmē, atsitoties pret sausu -apdedzinātu karstu virsmu. PTFE absorbē termisko triecienu caur elastīgu deformāciju bez lūzuma.
Aviācijas un kosmosa attaukošanas operācijas lauka rezultāti
Aviācijas un kosmosa komponentu ražotājs nomainīja nerūsējošā tērauda iegremdējamos sildītājus trihloretilēna tvaika attaukošanas līdzekļos ar gravitācijas{0}}PTFE siltummaiņiem. Nerūsējošā tērauda sildītāji bija jāmaina ik pēc 14–18 mēnešiem korozijas dēļ. Šķīdinātāja stabilizatora patēriņš vidēji bija 0,8% no vannas tilpuma mēnesī.
Pēc PTFE uzstādīšanas šķīdinātāja stabilizatora patēriņš samazinājās līdz 0,3% mēnesī, kas liecina par samazinātu HCl veidošanos. Šķīdinātāja vannas kalpošanas laiks pagarinājās no sešiem mēnešiem līdz vairāk nekā deviņiem mēnešiem starp izmaiņām. Gravitācijas-noteces dizains novērsa divus ar kondensātu{4}}saistītas tvaika noplūdes gadījumus, kas iepriekš bija piesārņojuši šķīdinātāja lādiņus. Trīs darbības gados nav noticis neviens ar sildītāju{6}}saistīts drošības incidents.
Kopsavilkums
Hlorēta šķīdinātāja attaukošana rada unikālus siltummaiņa riskus: HCl koroziju hidrolīzes rezultātā, tvaika noplūdes piesārņojumu un sausas{0}}uguns aizdegšanās risku. Metāla apmainītāji sabojājas ar punktveida koroziju un var katalizēt šķīdinātāja sadalīšanos.
Gravitācijas{0}}noteces PTFE siltummainis novērš visus trīs riskus. Ķīmiskā inerce novērš koroziju un hidrolīzes katalīzi. Pilnīga kondensāta novadīšana novērš iekšējo koroziju un sausu-uguns spiediena pieaugumu. Augsta-temperatūras tolerance nodrošina sausu-ugunsdrošības robežu, ko nesalīdzina metāli vai kvarcs.
Tvaika attaukošanas darbībām, lai novērtētu drošākas siltummaiņa iespējas, ir pieejama inženiertehniskā analīze, iesniedzot šķīdinātāja veidu, vannas tilpumu, darba temperatūru, tvaika spiedienu un tvertnes ģeometriju.
