Kõva kroomimisliin tõmbas PTFE-sukelküttekeha juba pärast seitsmekuulist kasutust. Katte alumine osa oli heas korras. Rike oli koondunud auruliini-piirile, kus kütteseade liigub vedelikust vanni kohal olevasse aururuumi. PTFE-l oli sellel joonel villide riba ja värvimuutus ning isolatsioonitakistus oli langenud 18 MΩ-ni. Kütteseade oli tavalisel töötasemel täielikult sukeldatud, kuid tase langes plaadistustsükli ajal ja kuumutatud sektsiooni ülaosa lülitus märgade ja kuivade tingimuste vahel sadu kordi.
Aurutoru on kroomimise teenuse PTFE sukelsoojendi kõige haavatavam koht. Kroomhappe aurude, kõrgendatud temperatuuri ja korduva märg{1}}kuivtsükli kombinatsioon loob lagunemiskeskkonna, mis on agressiivsem kui vedelik või aurufaas üksi.
Miks auruliin erineb vedelatsoonist?
Allpool vedelikujoont jahutatakse kütteseadet kroomhappevanniga. Mantli temperatuur jääb puistevedeliku vahemikku 15–20 kraadi ja PTFE jääb ohutusse töövahemikku. Vedelik kannab ära ka kõik ladestused ja happe kontsentratsioon kesta pinnal jääb puistekontsentratsiooni lähedale.
Vedeliku joonest kõrgemal puutub kütteseade kokku aurudega. Soojusülekanne aurule on ligikaudu kakskümmend korda vähem efektiivne kui soojusülekanne vedelikule. Kesta temperatuur tõuseb järsult, sageli 50–100 kraadi võrra. PTFE pehmendab, paisub ja muutub läbilaskvamaks. Kroomhappe aur kondenseerub ümbrise jahedamatele osadele, luues kontsentreeritud happekile, mis ründab polümeeri.
Aurutoru enda juures lülitub kest märja ja kuiva vahel iga taseme muutumisega. Temperatuur kõigub iga tsükliga kümnete kraadide võrra. Niiske ja kuiva sektsiooni vaheline diferentsiaalne paisumine avaldab PTFE-le nihkepinget ja kontsentreeritud happekile kiirendab läbitungimist.
| Tsoon | Soojusülekande keskkond | Mantli ΔT 1,2 W/cm² juures | PTFE pinnatemperatuur | Lagunemiskiirus |
|---|---|---|---|---|
| Sügav vedelik | Kroomhappe vann | 15-20 kraadi | 75-80 kraadi | Lähtejoon |
| Vedeliku joone lähedal | Segatud vedelik/aur | 25-40 kraadi | 85-100 kraadi | 2–3× |
| Auru liin | Kroomhappe aur | 50-100 kraadi | 110-150 kraadi | 5–10× |
| Kuiv aururuum | Õhk ja aur | 80-150 kraadi | 140-200 kraadi | 10–20× |
Katte temperatuur ja lagunemiskiirus tsoonide kaupa kuumutatud kroomitud paagis
Miks on kroomitud aurud eriti agressiivsed?
Kroomhappevannid eraldavad kroomtrioksiidi ja vett sisaldavad aurud. Aurud kondenseeruvad jahedamatel pindadel, moodustades kontsentreeritud kroomhappekile. Kile on agressiivsem kui puistevann, kuna see on kontsentreeritum ja on otseses kokkupuutes kuuma PTFE pinnaga.
Kontsentreeritud kile sisaldab ka kuuevalentset kroomi, tugevat oksüdeerivat ainet. Auruliini kõrgendatud pinnatemperatuuril ründab kroom PTFE-d oksüdatsiooni teel. Rünnak tekitab pinnale pragusid ja suurendab polümeeri läbilaskvust. Niiskus ja hape tungivad pragudesse, ulatudes sisemise isolatsioonini ja vähendades isolatsioonitakistust.
Miks taseme kõikumine selle hullemaks teeb?
Kroomitud paagis kõigub vedeliku tase mitmel põhjusel. Paaki sisenevad ja sealt väljuvad toorikud tõrjuvad vedelikku välja, tõstes ja langetades taset. Aurustumine ja väljatõmbamine{2}}alandavad taset aja jooksul. Pindamistsükkel võib sisaldada perioode, mil taset tahtlikult langetatakse.
Kui köetava sektsiooni ülaosa on normaalse vedelikutaseme lähedal, liigub aurujuhe iga kõikumise korral küttekehas üles ja alla. Sektsioon, mis liigub märja ja kuiva vahel, puutub kokku halvima mõlema keskkonnaga-kontsentreeritud aurukilega ning korduva niisutamise ja kuivatamise termilise šokiga.
Disain ja tegevusmeetmed, mis kaitsevad aurutoru
Kõige tõhusam kaitse on hoida kogu köetav osa auruliinist tunduvalt allpool. Soojendusega sektsiooni ülaosa peaks olema vähemalt 100 mm allpool minimaalset vedelikutaset, milleni paak normaalse töö ajal jõuab. Kroomimisel, kus taseme kõikumine on tavaline, on 150 mm ohutum.
Madala-taseme blokeering, mis katkestab kütteseadme voolu, kui tase langeb alla ohutu läve, takistab aurutoru liikumist soojendatavale sektsioonile. Blokeering peaks olema põhitaseme kontrollerist sõltumatu.
Vattide tiheduse vähendamine alandab ümbrise temperatuuri aururuumis. Küttekeha, mis töötab 0,8 W/cm², pinnatemperatuur on 15–20 kraadi madalam kui 1,2 W/cm² juures, mis aeglustab oksüdatsiooni ja läbitungimist aurutorustikus.
| Kaitsemeede | Mõju aurujuhtme lagunemisele | Rakendamine |
|---|---|---|
| 100–150 mm keelekümblusvaru | Hoiab soojendatava osa vee all | Küttekeha suurus |
| Madala-taseme blokeering | Katkestab võimsust madalal tasemel | Taseme andur ja relee |
| Madalam vattihedus, 0,8 W/cm² | 15–20 kraadi madalam pinnatemperatuur | Küttekeha disain |
| Vähendatud taseme kõikumine | Vähem märg{0}}kuivatsükleid | Protsessi juhtimine |
Kaitsemeetmed aurutoru jaoks kroomitud paakides
Kui aurujoone villid viitavad spetsifikatsiooniprobleemile
Küttekeha, mis villib aurutoru juures vaatamata mõistlikule veevarule, näitab, et kütteseade on paagis liiga kõrgel või taseme kontroll on ebapiisav. Kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon lühema soojendusega osa, madalama paigaldusasendi ja madala -tasemega blokeeringuga lahendab aurutoru halvenemise algpõhjuse. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab paagi mõõtmeid, normaalset ja minimaalset vedelikutaset, taseme kõikumise amplituudi ja nõutavat võimsust. Kroomitud joontega rajatiste puhul vähendab see rakendusespetsiifiline-lähenemine aurutoru villide teket ja pikendab küttekeha kasutusiga.
