PFA-kütteseade, mis kogeb kuiva{0}}tulekahju (töötamine õhus või aurus ilma vedelikjahutuseta) vaid 2 minutit, saab püsivaid mikrostruktuurikahjustusi. PFA välispind ulatub 250–350 kraadini, sisepind (vastu metallsüdamikku) aga sarnase temperatuurini. Isegi pärast jahutamist ei naase polümeer algsesse olekusse. Termiline lagunemine tekitab PFA maatriksis mikroskoopilisi tühimikke (läbimõõt 5–50 µm), suurendab amorfse vaba mahtu 15–25% ja vähendab molekulmassi 10–30%. Need muutused püsivad pärast jahutamist ja suurendavad püsivalt läbilaskvust 30–50% kõigi järgnevate hoolduste jaoks. Kuiv-küttekeha puhul, mida köetakse 2 minutit temperatuuril 300 kraadi, jääb HCl-i või veeauru läbilaskvus 40% kõrgemaks kui lähteväärtus kogu ülejäänud eluea jooksul, sõltumata jahutamisest. Kütteseadet ei "tagasta" jahutamisega; kahju on püsiv. Sellised küttekehad tuleks pigem välja vahetada kui kriitilisse teenindusse tagasi viia.
Kuivast{0}}tulest põhjustatud mikrostruktuurikahjustused
Kuiva{0}}tule ajal toimub PFA-s neli pöördumatut muutust:
Keti lõikamine: Soojusenergia lõhub C-F ja C-C sidemed, vähendades molekulmassi 300 kDa-lt 200–250 kDa-le. Madalam molekulmass suurendab ahela liikuvust, suurendades difusiooni.
Tühjuse moodustumine: Jääkniiskus (100–500 ppm) vilgub auruks, luues 5–50 µm läbimõõduga sfäärilisi tühimikke. Tühjad toimivad läbivate molekulide otseteedena.
Amorfse faasi paisumine: Amorfsed piirkonnad osaliselt sulavad ja rekristallistuvad avatumas struktuuris, suurendades vaba mahtu 15–25%.
Pinna oksüdatsioon: välimine 50–100 µm moodustab rabeda oksüdeeritud kihi (karbonüül- ja karboksüülrühmad). See kiht praguneb jahutamisel, luues täiendavaid teid.
Need muutused on püsivad, kuna polümeer ei saa temperatuuril alla 300 kraadi uuesti-ristuda- ega ravida tühimikke. Tavalised töötemperatuurid (100–200 kraadi) ei anna piisavalt energiat ahela uuesti-põimumiseks või tühimiku sulgemiseks.
Läbilaskvuskiiruse suurenemine pärast kuiva{0}}põletamist (mõõdetuna 80 kraadi juures, 30% HCl)
| Kuiva{0}}tule kestus (minutites) | ümbrise maksimaalne temperatuur ( kraad ) | molekulmassi vähendamine (%) | Tühjade tihedus (tühised / mm²) | Läbilaskvus (g/m²·päevas) | Kasv võrreldes algtasemega (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 (alustase) | 80 | 0% | 0 | 0.8–1.2 | 0% |
| 0,5 (30 sek) | 180 | 2–5% | <10 | 0.9–1.4 | 10–15% |
| 1.0 | 230 | 5–10% | 10–50 | 1.1–1.7 | 30–40% |
| 2.0 | 280 | 10–15% | 50–150 | 1.3–2.0 | 40–60% |
| 3.0 | 310 | 15–20% | 100–300 | 1.6–2.5 | 70–100% |
| 5.0 | 340 (sula) | 20–30% | 500+ | 2.5–4.0 | 150–250% |
2-minutisel kuiv{0}}küttel (tipp 280 kraadi) jääb küttekeha läbilaskvus 40–60% kõrgeks määramata ajaks. Isegi pärast 1000 tundi normaalset märgtööd ei taastu kiirus.
Miks jahutamine ei taasta läbilaskvustakistust?
Jahutamine tõmbab polümeeri kokku, kuid ei sulge tühimikke ega taasta molekulmassi. Tühjad on püsivad, kuna kunagi selle mahu hõivanud polümeeriahelad on lagunenud lenduvateks oligomeerideks, mis välja pääsesid. Tühja täitmiseks ei jää enam materjali. Amorfne vaba ruumala on püsivalt laienenud, kuna ahelad on kõrgel -temperatuuril liikudes ümber orienteerunud vähem tihedaks tihendiks. See on analoogne metalli lõõmutamisega,{5}}mikrostruktuur muutub püsivalt. Erinevalt metallidest ei saa PFA-d kahjustuste tagasipööramiseks uuesti-lõõmutada, kuna kahjustus hõlmab keemilist lagunemist (ahela katkemist), mitte ainult füüsilist ümberkorraldamist.
Eelneva kuiva{0}}tule tuvastamine
Kui kahtlustatakse, et küttekeha on kuiv-kütnud (kasvõi lühiajaliselt), kinnitavad kolm testi püsivat kahjustust:
Mikroskoopia: lõigake PFA seinast ristlõige-. Tühjad ilmuvad 200–500-kordse suurendusega tumedate ringidena (5–50 µm). Kõik nähtavad tühimikud viitavad püsivale kahjustusele.
Tiheduse mõõtmine: kahjustamata PFA tihedus=2.13–2,16 g/cm³. Kuiv-põletatud tühimike PFA tihedus on 2,05–2,10 g/cm³. 2% tiheduse langus näitab märkimisväärset tühjenemist.
Läbilaskvuse test: võrrelge küttekeha tegelikku HCl-i läbilaskvust tootja spetsifikatsiooniga. 30% tõus kinnitab eelnevat kuiva{2}}põlengut.
Asendusotsus
Küttekeha puhul, mida on{0}}kuivalt köetud 2 minutit või kauem:
Kriitiline keemiateenus (pooljuht, farmaatsia): Vahetage kohe välja. 40% kõrgem läbilaskvus põhjustab südamiku enneaegse korrosiooni ja vanni saastumise.
Mitte{0}}oluline tööstusteenus: võib kasutamist jätkata, kui läbitungimise määr on endiselt alla protsessi piire. Jälgige isolatsioonitakistust kord kuus. Oodake 30–50% lühemat järelejäänud eluiga.
Kõik nähtavad villid või sulamine: Vahetage kohe välja. Kütteseade on rikke lähedal.
Välja näide
Pindamistehas tühjendas kogemata paagi, kui PFA-soojendi oli pinge all. Kütteseade kuivas 3 minutit (hinnanguline tipp 290 kraadi), enne kui operaatorid selle välja lülitasid. Pärast täitmist tundus kütteseade väliselt normaalne (nähtavad ville ei olnud). Kuid 4 kuu jooksul tekkis kütteseadmel maandusrike. Rikkejärgne analüüs näitas PFA-seinas ulatuslikku mikrotühimust (150 tühimikku/mm²) ja HCl-i läbilaskvus oli suurenenud 3 korda, mis korrodeeris metallsüdamiku. Samast partiist pärit küttekeha ilma kuiva{11}}tuleta pidas vastu veel kolm aastat. Kuiv-küttega kütteseade oleks tulnud viivitamatult välja vahetada, mitte uuesti kasutusele võtta.
Järeldus: kuiv{0}}tuli suurendab püsivalt läbilaskvust 30–50%
2 minutit kuiv{0}}küttega (kesta tipptemperatuur 280 kraadi) PFA-soojendil on püsivad mikrostruktuurilised kahjustused: ahela katkemine (10–15% molekulmassi kadu), tühimike moodustumine (50–150 tühikuid/mm²) ja amorfse vaba ruumala suurenemine. Isegi pärast jahutamist jääb läbilaskvus määramata ajaks algtasemest 40–60% kõrgemaks. Kütteseade ei taastu. Kriitilise hoolduse jaoks vahetage see kohe välja. Mittekriitilise teenuse puhul jälgige hoolikalt ja oodake lühemat kasutusiga. Ärge lootke visuaalsele kontrollile{15}}, et tühimikud on mikroskoopilised. Hea välimusega kütteseade võib jäädavalt kahjustada saama. Kui -kuivalt põletatud, ärge kunagi usaldage seda täielikult. Asendage või vähendage. Tühjus on igavesti.
