A klórozott oldószerek melegítésének egyedi kockázatai
A klórozott oldószerek -triklór-etilén, metilén-klorid, perklór-etilén- a gőzzel történő zsírtalanítás munkagépei. Feloldják a nehéz olajokat és zsírokat, amelyekhez a vizes tisztítószer nem érhet hozzá. Ezeknek az oldószereknek a forráspontig történő hevítése gőzképződés céljából olyan egyedi biztonsági kihívásokat jelent, amelyek nem fordulnak elő a vizes bevonófürdőkben.
Az elsődleges kockázat az oldószeres hidrolízis. A klórozott oldószerek magas hőmérsékleten reagálnak vízzel, és sósavat képeznek. Ez a sav gyors egyenletes korrózióval támadja meg a fém hőcserélőket. A korróziós termékek szennyezik az oldószert. Az elvékonyodott csőfalak végül gőzt szivárogtatnak az oldószerbe, veszélyes keveréket hozva létre.
A másodlagos veszély a száraz{0}}tűz. Az oldószer szintje a zsíroldó aknákban ingadozik, mivel a kihúzás-kimeríti a tartályt. A folyadékszint felett pillanatnyilag kitett hőcserélő gyors hőmérsékletemelkedést tapasztal. A fémtekercsek olyan hőmérsékletet érhetnek el, amely meggyújtja az oldószergőzöket. A biztonsági tét magasabb, mint bármely vizes alkalmazásnál.
A hidrolízis korróziós ciklus
A klórozott oldószerek higroszkóposak. Működés közben felszívják a légköri nedvességet. Forráshőmérsékleten az abszorbeált víz hidrolizálja az oldószert, és HCl szabadul fel. Az oldószergyártók által hozzáadott stabilizátorok némi HCl-t felszívnak, de a stabilizátor idővel elfogy.
A rozsdamentes acél hőcserélő ebben a környezetben folyamatos HCl-támadásnak van kitéve. A korróziós sebesség, bár egyetlen nap sem katasztrofális, fokozatosan elvékonyítja a cső falát. A gödrösödés a felszíni zárványoknál és szemcsehatároknál kezdődik. A csőben lévő gőzkondenzátum végül utat talál egy gödörön vagy repedésen keresztül az oldószerfürdőbe.
A keletkező gőz{0}}oldószer kölcsönhatás drámaian felgyorsítja a hidrolízist. HCl generációs tüskék. Az oldószer savassá válik. A munkadarabok maratott felülettel vagy foltokkal jelennek meg. A teljes oldószertöltetet ki kell cserélni-egy drága veszélyes hulladék ártalmatlanítási esemény.
1. táblázat: Hőcserélő anyagbiztonsági összehasonlítása a klórozott oldószer szolgáltatásban
| Anyag | HCl Korrózióállóság | Száraz{0}}Tűzveszély | Gőzszivárgás következménye | Általános biztonsági besorolás |
|---|---|---|---|---|
| SS 316L | Szegény | Magas (gyulladásveszély) | Gyorsított hidrolízis | Alacsony |
| Titán | Mérsékelt (gödrös) | Mérsékelt | Mérsékelt hidrolízis | Alacsony-Közepes |
| Kvarc | Jó (vegyi) | Törés száraz-tűznél | Nincs (ha sértetlen) | Mérsékelt |
| PTFE (gravitációs{0}}elvezetés) | Kiváló | Alacsony (ön{0}}elszívó) | Nincs hidrolízis katalízis | Magas |
Biztonsági értékelés a közzétett kémiai összeférhetőségi adatokon és a gőzzel történő zsírtalanítási eseményjelentéseken alapul.
Miért számít a gravitáció{0}}a vízelvezető tervezése?
A szabványos gőzzel fűtött merülőtekercs{0}}visszatartja a kondenzátumot a csövek belsejében, amikor a gőzáramlás leáll. A még forró víz beszorult, és folyamatos korrózióveszélyt okoz a fémcsövek belsejében. Amikor a tekercs az oldószer szintje fölé kerül, ez a beszorult víz gőzzé válik, és nyomáscsúcsokat hoz létre, amelyek megfeszítik a cső falait.
A gravitációs{0}}leeresztő PTFE hőcserélőt a kondenzátum teljes elvezetésére tervezték. A csövek folyamatosan lejtenek lefelé a legalacsonyabb ponton lévő kondenzvízgyűjtő csőhöz. Amikor a gőzáramlás leáll, a kondenzvíz teljesen lefolyik. Nem marad beszorult víz. Belső korrózió nem lép fel. Száraz-tűz esetén nem alakulnak ki nyomáscsúcsok.
Maga a PTFE anyag nem{0}}katalitikus az oldószeres hidrolízisre. Ellentétben a fémfelületekkel, amelyek felgyorsíthatják a HCl képződését, a PTFE kémiailag inert. Az oldószer csak szén-{3}}fluor-kötéseket lát, amelyek nem kínálnak reakcióképes helyeket a hidrolízis-katalízishez. Az oldószer stabilizátor felhasználási aránya csökken, meghosszabbítva a fürdő élettartamát.
Száraz-tűztűrés
A zsírtalanítókban lévő összes hőcserélő kockáztatja az oldószerszint feletti pillanatnyi expozíciót alacsony-szintű események során. Egy belül 150 fokos gőznek, kívül forró oldószergőznek kitett fémtekercs néhány oldószer-levegő keverék öngyulladási hőmérséklete közelében működik. A fémcső szárazon kiégetett része elérheti a gőz hőmérsékletét, jóval a biztonságos határérték felett.
A PTFE 260 fokig ellenáll a folyamatos hőmérsékletnek, degradáció nélkül. A tipikus, 120-160 fokos gőzhőmérsékletű, rövid -tűznek való kitettség nem okoz anyagváltozást. A PTFE felülete nem oxidálódik, nem katalizálja és nem gyullad meg az oldószergőzöket. Amikor az oldószer szintje helyreáll, a PTFE tekercs károsodás nélkül folytatja a normál működést.
A kvarcfűtők hasonló vegyi ellenállást mutatnak, de a hideg oldószer hősokkja alatt összetörnek, ha száraz,{0}}égetett forró felületet ér. A PTFE elnyeli a hősokkot rugalmas deformáció révén törés nélkül.
Repülőtéri zsírtalanítási művelet terepi eredményei
Egy repülőgép-alkatrészek gyártója a triklór-etiléngőz-zsírtalanítók rozsdamentes acél merülőfűtőit gravitációs{0}}leeresztő PTFE hőcserélőre cserélte. A rozsdamentes fűtőtesteket 14-18 havonta kellett cserélni a korróziós lyukak miatt. Az oldószer-stabilizátor-felhasználás átlagosan a fürdő térfogatának 0,8%-a volt havonta.
A PTFE beszerelése után az oldószer-stabilizátor-fogyasztás havi 0,3%-ra csökkent, ami a HCl-képződés csökkenésére utal. Az oldószeres fürdő élettartama hat hónapról több mint kilenc hónapra nőtt a változtatások között. A gravitációs-lefolyó kialakítása kiküszöbölte a kondenzátummal összefüggő gőzszivárgás két esetét, amelyek korábban oldószertölteteket szennyeztek. Három évnyi működés során nem történt fűtőberendezéssel kapcsolatos biztonsági esemény.
Összegzés
A klórozott oldószeres zsírtalanítás egyedi hőcserélő kockázatokat rejt magában: a hidrolízisből származó HCl korróziót, a gőzszivárgásból eredő szennyeződést és a száraz{0}}tűzgyulladás veszélyét. A fémes hőcserélők a pontkorrózió miatt meghibásodnak, és katalizálhatják az oldószer lebomlását.
A gravitációs-leeresztő PTFE hőcserélő mindhárom kockázatot kezeli. A kémiai tehetetlenség kiküszöböli a korróziót és a hidrolízis-katalízist. A teljes kondenzvíz-elvezetés megakadályozza a belső korróziót és a száraz-tűznyomás-csúcsokat. A magas-hőmérséklet-tűrés száraz-tűzbiztonsági határt biztosít, amelyhez nem hasonlítható a fém vagy a kvarc.
A gőzzel végzett zsírtalanítási műveletekhez, amelyek a biztonságosabb hőcserélő opciókat értékelik, műszaki elemzés áll rendelkezésre az oldószer típusának, a fürdő térfogatának, az üzemi hőmérsékletnek, a gőznyomásnak és a tartály geometriájának benyújtásával.
