Ismétlődő harmatpont kondenzáció által kiváltott felszín alatti hidratációs repedések terjedése olvasztott kvarc merülő fűtőberendezések nedves termikus kerékpáros rendszereiben

Az olvasztott kvarc merülőfűtők széles körben használatosak párás gázzal fűtött rendszerekben, hőmérséklet--váltakozó szárítóműhelyekben és időszakos fűtésű-készenléti ipari berendezésekben. A kvarchibákkal kapcsolatos jelenlegi kutatások főként a magas hőmérsékletű hősokkra és a kémiai korrózióra összpontosítanak, figyelmen kívül hagyva az ismétlődő harmatpont-kondenzáció által okozott rejtett károkat. Termikus ciklusos környezetben a kvarc felülete többször átlépi a harmatpont hőmérsékletét, ami váltakozó kondenzációt és kiszáradást eredményez. A hosszú távú ciklikus hidratáció vastag, hidratált felszín alatti réteget képez. A hidratált réteg és a tiszta kvarc mátrix eltérő tágulási együtthatóval rendelkezik, folyamatos belső feszültséget és láthatatlan mikro-repedések terjedését okozva.

A berendezés leállítása és hűtése során a kvarc felületének hőmérséklete a gáz harmatpontja alá csökken, és egységes mikro{0}}kondenzációs vízfilmeket képez. A szilícium-dioxid reakcióba lép a kondenzált vízzel, és hidratált szilícium-dioxid réteget képez. Az újramelegítés megkezdésekor a felszíni víz gyorsan elpárolog, aminek következtében a hidratált réteg erősen összezsugorodik. Az ismételt hidratálási és víztelenítési ciklusok folyamatos váltakozó húzó- és nyomófeszültséget generálnak a felszín alatti rétegben. Sűrű mikro{5}}repedések keletkeznek és tágulnak a hidratációs határ mentén, fokozatosan befelé hatolva. A külső kvarc felület sima és átlátszó marad, nyilvánvaló hibák nélkül a korai szakaszban.

A napi működés során a kezelők tiszta és ép kvarccsöveket figyelnek meg, és úgy ítélik meg, hogy a berendezés normál állapotban van. A felszín alatti hidratációs repedéshálózatok azonban tovább bővültek. Hirtelen hőmérséklet-változások vagy mechanikai vibráció esetén a belső feszültség azonnal felszabadul, ami a kvarccső általános rideg törését okozza. A legtöbb utólagos hibaelemzés tévesen hősokknak ítéli meg az okot, figyelmen kívül hagyva a hosszú távú harmatpont kondenzációs hidratációs kifáradás okozta károkat.

A praktikus mérnöki megoldások kiküszöbölik a kondenzációs hidratálás meghibásodását. Optimalizálja a rendszer szigetelését, hogy csökkentse a fűtőfelület hőmérsékletének csökkenését a leállítás során. Telepítsen nyomfűtőberendezéseket, hogy a felületi hőmérsékletet a harmatpont felett tartsa. Csökkentse a gyakori indítási-leállítási hőciklusokat. Végezzen nagy-érzékenységű optikai rétegérzékelést a felszín alatti hidratációs hibák azonosításához a karbantartás során.

Következtetés:A hőstabilitás és a felület simasága nem akadályozza meg a kvarc-hidratáció meghibásodását nedves ciklusú rendszerekben. Az ismétlődő harmatpont-kondenzáció láthatatlan felszín alatti repedések terjedését idézi elő. A harmatpont-hőmérséklet szabályozása és a páralecsapódás elleni -optimalizálás az alapvető védelmi stratégiák.