Vahelduva saastumise mõistatus
Hele nikeldatud liin tekitab nädalateks vastuvõetavaid sadestusi, seejärel ilmneb ootamatult häguseid, häguseid või auke. Vannianalüüs näitab kõrgenenud raua ja kroomi sisaldust. Saastumine ilmub ilma hoiatuseta, püsib tootmisvahetuse või paar, seejärel kaob salapäraselt. Päevi või nädalaid hiljem see taastub.
Tavalised saasteallikad on välistatud. Töödeldava detaili eeltöötlus on järjepidev. Anoodkotid on terved. Loputusvee kvaliteet on stabiilne. Hoolduskemikaale pole kasutusele võetud. Saastumine on katkendlik, mis välistab pidevad allikad, nagu lahustuvad anoodid või pidev sissetõmbumine{5}}.
Ülejäänud kahtlusalune on PTFE soojusvaheti. Pärast aastaid kestnud termilist tsüklit võisid fluoropolümeertorudel tekkida mikro{1}}murrud. Need luumurrud avanevad ja sulguvad temperatuurimuutustega. Kui need on avatud, lasevad need vanni imbuda aurukondensaadil-, mis kannab ülesvoolu torustikust kogutud rauda ja kroomi-. Kui termilised tingimused muutuvad, sulguvad luumurrud osaliselt ja saastumine peatub. See tsükliline muster vastab probleemi katkendlikule olemusele.
Mikro{0}}murdumise mehhanism
PTFE soojusvaheti torud ei korrodeeru keemilises mõttes. Kuid pärast aastaid kestnud termilist tsüklit ümbritseva õhu temperatuuri ja 140 kraadi või kõrgema vahel võib materjalil tekkida stressikontsentratsioonipunktides mikro-murrud. Nende punktide hulka kuuluvad toru- ja -päise ühendus, tugiklambrite hõõrdumise kohad ja kõverused, mis kogevad korduvat paindumist.
Murrud ei ole lekked tavapärases mõttes. Need võivad olla liiga tihedad, et ümbritseval temperatuuril ja rõhul vedelat vett läbi lasta. Kuid töötemperatuuril PTFE paisub. Murd avaneb kergelt. Aururõhk torus, tavaliselt 3–4 bargi, juhib väikese koguse kondensaati läbi murdumise vanni.
Kondensaat ei ole puhas vesi. See on rännanud läbi terastorustiku, korjates rauast korrosiooniprodukte. Sellel võib olla katla töötlemise kemikaalide jälgi. Kui kondensaadi tagastussüsteem hõlmab mitut kasutajat, võib see sisaldada teistest protsessidest pärit saasteaineid. See saastunud kondensaat lisab isegi väikestes kogustes lisandeid plaadistusvanni, kus rauda talub ainult 25 ppm ja kroomi 5 ppm.
Tabel 1: PTFE-soojusvaheti vahelduva saastumise tuvastamise diagnostiline protokoll
| Samm | Katsemeetod | Mida otsida | Tõlgendamine |
|---|---|---|---|
| 1. Määrake saastumise ajakava | Vaadake üle vanni analüüsi kirjed ja tootmislogid | Saastumise sündmuste korrelatsioon temperatuuritsüklite, seiskamiste, käivitustega | Sündmuste rühmitamine pärast käivitamist viitab sellele, et termiline tsükkel avab luumurde |
| 2. Kõrvaldage välised allikad | Analüüsige iseseisvalt loputusvett, anoode ja kemikaale | Ühtlane puhtus kõigis välistes sisendites | Saasteallikas on vannisüsteemi sees |
| 3. Proovivann ürituste ajal ja vahepeal | Vanniproovide ICP-MS-analüüs 4-tunniste intervallidega saastetsükli jooksul | Metallide kontsentratsioon tõuseb ja langeb mustri järgi | Tõusev ja langev muster viitab katkendlikule allikale, mitte pidevale lahustumisele |
| 4. Katsetage PTFE mähise survet töötemperatuuril | Kuuma rõhu vähenemise test mähisega 140 kraadi juures | Rõhulangus on suurem kui külma testi baasjoon | Mikro-murrud avanevad temperatuuril; külma testimisel võivad need vahele jääda |
| 5. Eraldage üksikud torukäigud | Katsetage iga läbimist iseseisvalt temperatuuril | Üks läbimine näitab oluliselt suuremat lekkemäära | Kahjustatud toru on lokaliseeritud; saab ühendada |
| 6. Uurige kahtlustatavat toru mikroskoopiliselt | Lõika proov kahtlasest piirkonnast; uurige suurendusega | Pinnalõhed, eriti kurvides, klambrites või liitmike kohtades | Kinnitab mikro{0}}murdumise mehhanismi |
Kuuma rõhu vähenemise test
Standardse külma rõhu vähenemise testimisel võivad termilised{0}}tsükli-sõltuvad mikro-murrud puududa. Lõplik test tehakse PTFE mähisega töötemperatuuril või nii lähedal kui ohutult võimalik.
Spiraal kuumutatakse 130-140 kraadini, kasutades madala-surveauru või kuuma vett. Seejärel see isoleeritakse, tühjendatakse kiiresti ja survestatakse lämmastikuga normaalse töörõhuni. Rõhu langust jälgitakse 30 minuti jooksul. Mähis, mis läbib külma rõhu testi, kuid näitab kuumalt mõõdetavat lagunemist, kinnitab, et soojuspaisumine avab mikromurrud.
See test nõuab hoolikaid ohutusprotseduure. Gaasi rõhu all olevad kuumad PTFE torud sisaldavad salvestatud energiat. Personal peab olema kaitstud võimaliku purunemise eest. Katserõhk ei tohiks ületada tavalist töörõhku-eesmärk on tuvastamine, mitte testimine.
Vanni proovivõtu protokoll
Saastumise muster tuvastatakse süstemaatilise proovide võtmisega kahtlustatava sündmuse ajal. Kui ilmnevad esimesed visuaalsed märgid ladestumise tuhmumisest, tuleks vanniproove võtta iga 4 tunni järel ja analüüsida ICP-MS-iga täieliku metalli lisandite paneeli suhtes.
Samal ajal tuleks aurukondensaadi proove analüüsida samade metallide suhtes. Kui vannis sisalduvad saastemetallid ühtivad kondensaadi metallide profiiliga, on tõenäoline allikas soojusvaheti. Raud ja kroom on tüüpilised terastorustiku korrosioonist tekkivad kondensaatmetallid. Tsingitud osad võivad esineda ülesvoolu.
Sündmuste vahel määravad algtaseme proovid vanni normaalse lisandite taseme. Sündmuse ja algtaseme kontsentratsioonide erinevus, korrutatuna vanni mahuga, annab sündmuse kohta sisestatud saasteainete kogumassi. See mass, võrreldes rõhu vähenemise andmete põhjal hinnatud kondensaadi lekkekiirusega, annab massitasakaalu kinnituse.
Parandustegevus
Kui mikro{0}}murrud on kinnitatud, suletakse kahjustatud toru läbipääs mõlema päise juures. Ülejäänud torukäigud jätkavad kasutamist, kusjuures kogu küttevõimsus väheneb proportsionaalselt. Kui võimsuse vähendamine on vastuvõetamatu, asendatakse kahjustatud pass järgmise plaanilise hooldusakna ajal.
Tulevaste paigalduste ennetamine hõlmab kõrgemate -flex-e PTFE klasside määramist sagedase termilise tsükliga rakenduste jaoks, tugivahede vähendamist paindepinge minimeerimiseks ja suurte painderaadiuste lisamist torude marsruutimisse.
Kokkuvõte
Süstemaatilise diagnostikaprotokolli abil saab vahelduvat ereda nikli saastumist jälgida vananenud PTFE soojusvahetite mikro-murdudeni. Saastemuster-vahelduv, korrelatsioonis termiliste tsüklitega-osutab allikale, mis avaneb ja sulgub. Kuuma rõhu vähenemise testimine tuvastab luumurrud, mis külma testimisel ei õnnestu.
Vanniproovide võtmine sündmuste ajal koos kondensaadianalüüsiga tagab keemilise sõrmejälgede sobitamise. Kinnitatud kahjustatud torud suletakse või asendatakse. Ennetamine hõlmab materjalide valikut ja projekteerimisvõtteid, mis vähendavad termilise pinge kontsentratsiooni.
Tehniline tugi saasteallikate jälgimiseks plaadistusvannides on saadaval vanni analüüsi ajaloo, PTFE-soojusvaheti vanuse ja töötingimuste, aurukondensaadi kvaliteediandmete ja täheldatud saastemustrite esitamisel.
