Egy karbantartási felügyelő egy 4 kW-os PTFE merülő fűtőtestet húzott ki egy nikkelezett tartályból egy földzárlat után. A PTFE-hüvely rétegelt-egy 50 mm × 30 mm-es polimerszakasz leemelkedett a fémburkolatról a karima közelében. A kitett fém enyhe felületi korróziót mutatott. A felügyelő megkérdezte, hogy a fűtőtest megjavítható-e a rétegelt terület újra-bevonásával vagy foltozásával. A válasz nem volt. A PTFE merülő fűtőtest, amelyik a köpeny leválással rendelkezik, nem állítható vissza biztonságos üzembe.
A delamináció a PTFE köpeny elválasztása a fém hordozótól. Ez a polimer és a fém közötti kötés szerkezeti hibája. Miután a kötés megszakadt, nem lehet helyreállítani a szántóföldön.
Miért fordul elő delamináció?
A delaminációt a PTFE és a fémburkolat közötti tapadás elvesztése okozza. A tapadás több mechanizmuson keresztül elveszhet.
A kémiai támadás a kötésvonalnál a leggyakoribb ok. A technológiai folyadék áthatol a PTFE-n, és eléri a polimer és a fém közötti határfelületet. A folyadék reakcióba lép a fémmel vagy a kötőanyaggal, gyengítve a kötést. A határfelületen korróziós termékek képződnek, és nagyobb térfogatot foglalnak el, mint az eredeti fém, így a PTFE-t eltávolítják a hordozótól.
A másik ok a termikus stressz. A PTFE és a fém eltérő hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Amikor a fűtőberendezés termikusan működik, a PTFE és a fém különböző sebességgel kitágul és összehúzódik. A differenciálmozgás nyírófeszültséget hoz létre a kötési vonalon. Több ezer ciklus alatt a kötés elfárad és tönkremegy.
A mechanikai sérülések is leválást okozhatnak. A PTFE-n áthatoló bemélyedés vagy ütés utat hoz létre a folyadék számára, hogy elérje a kötésvonalat. A folyadék a felület mentén szétterül, felemeli a PTFE-t.
| Delamináció oka | Mechanizmus | Ideje a látható leváláshoz | Érintett terület |
|---|---|---|---|
| Vegyi támadás a kötési vonalon | Permeáció és reakció | 6-24 hónap | A hibáknál kezdődik |
| Termikus stressz | Differenciál bővítés | 12-36 hónap | Élek és feszültségpontok |
| Mechanikai sérülés | Hüvelytörés | Napok – hetek | Lokalizált |
| Gyártási hiba | Gyenge kötődés | Hetek-hónapok | Konkrét területek |
A delamináció okai és jellemzői
Miért nem javítható a rétegvesztés a helyszínen?
A PTFE és a fém közötti kötés ellenőrzött gyári környezetben jön létre. A fémfelületet szemcseszórással, maratással vagy alapozással készítik elő. A PTFE-t hő és nyomás alatt hordják fel, vagy kémiailag kötik össze egy nagy teljesítményű ragasztóval. A kötés folyamatos és egyenletes.
Egy helyszíni javítás nem tudja megismételni ezt a kötést. A delaminált terület polimer keverékkel történő foltozása az eredetinél gyengébb másodlagos kötést hoz létre. A tapasz eltérő hőtágulási tulajdonságokkal rendelkezik, új feszültségkoncentrációkat hozva létre. A rétegelt területre már bejutott folyadék csapdában marad, és továbbra is korrodálja az alatta lévő fémet.
Miért nem lehet biztonságosan visszahelyezni egy rétegelt fűtőtestet
A delaminált terület egy útvonal, ahol a technológiai folyadék eléri a fémburkolatot. A folyadék korrodálja a fémet, a korróziós termékek pedig távolabb tolják a PTFE-t a hordozótól. A delamináció terjed.
A szabaddá vált fém utat is teremt az áramnak a földbe való szivárgása számára. A szigetelési ellenállás csökken, és gyakoribbá válnak a földzárlatok. Végül a fűtés meghibásodik.
Agresszív kémiában a kitett fém gyorsan korrodálódik. A kismértékű leválású fűtőelem heteken belül meghibásodhat, ha a kémia agresszív, és a fém nem korrózióálló{1}}.
Felmérjük, hogy megéri-e a fűtőtestet garanciálisan cserélni
A jótállási időn belül -általában 12 hónapon belül{2}} keletkező rétegvesztés fedezhető, ha a hiba gyártási hibából ered. A meghatározott határokon kívüli működési körülmények által okozott rétegvesztésre -a burkolat túl magas hőmérséklete, agresszív kémiai viszonyok vagy mechanikai sérülések-általában nem terjed ki.
Az értékeléshez dokumentálni kell a működési feltételeket: a fürdő kémiáját, hőmérsékletét, merülési mélységét, áramlási viszonyait és munkaciklusát. Ha a fűtőtestet az előírásoknak megfelelően üzemeltették és idő előtti rétegválás alakult ki, garanciális igény érvényesíthető. Ha az üzemi feltételek meghaladták a specifikációt, a cserét megfelelőbb paraméterekkel kell meghatározni.
Delamináció megelőzése a csere során
A cserefűtőnek meg kell szüntetnie a delamináció kiváltó okát. Ha a kötési vonalnál a kémiai támadás volt a probléma, a vastagabb burkolat vagy a vegyileg ellenállóbb polimer csökkenti a permeáció sebességét. Ha a hőfeszültség volt a probléma, az alacsonyabb wattsűrűség csökkenti a burkolat hőmérsékletét és a differenciális tágulást. Ha mechanikai sérülés volt a gond, a vastagabb burkolat vagy védőburkolat csökkenti a kockázatot.
Az egyedi PTFE merülő fűtőberendezés vastag burkolattal, alacsony wattsűrűséggel és lekerekített éllel egyszerre több kiváltó okot kezel. A specifikációs folyamat megköveteli a fürdő kémiáját, az üzemi hőmérsékletet, a tartály méreteit, a szintingadozást és a korábbi fűtőtestek meghibásodási történetét.
Amikor az újrahasználat soha nem választható
A rétegelt burkolatú PTFE merülő fűtőtestek nem használhatók újra. A kötés nem állítható helyre, a korrózió nem fordítható vissza, és a biztonsági kockázat nem küszöbölhető ki. A rétegelt fűtőtestet ki kell szerelni, meghibásodottként kell megjelölni, és a tényleges működési feltételeknek megfelelő egységgel kell helyettesíteni.
A csere költsége csekély egy olyan földzárlat költségéhez képest, amely lebontja a gyártósort, vagy azzal a biztonsági kockázattal, hogy az elektrolit eléri a feszültség alatt álló terminált. A döntés egyértelmű: cserélje ki, ne javítsa.
