Một người giám sát bảo trì đã kéo một lò sưởi ngâm PTFE công suất 4 kW ra khỏi bể mạ niken sau khi xảy ra sự cố chạm đất. Lớp vỏ PTFE đã tách lớp-một phần polyme 50 mm × 30 mm đã bong ra khỏi lớp vỏ kim loại gần mặt bích. Phần kim loại lộ ra có biểu hiện ăn mòn bề mặt nhẹ. Người giám sát hỏi liệu máy sưởi có thể được sửa chữa bằng cách -phủ lại hoặc vá khu vực bị tách lớp hay không. Câu trả lời là không. Lò sưởi ngâm PTFE có lớp vỏ bọc không thể được khôi phục lại hoạt động an toàn.
Tách lớp là sự tách lớp vỏ PTFE khỏi nền kim loại. Đó là sự phá vỡ cấu trúc của liên kết giữa polyme và kim loại. Một khi liên kết bị phá vỡ, nó không thể được phục hồi trên thực địa.
Tại sao sự phân tách xảy ra
Sự tách lớp là do mất độ bám dính giữa PTFE và vỏ kim loại. Độ bám dính có thể bị mất thông qua một số cơ chế.
Sự tấn công hóa học ở đường liên kết là nguyên nhân phổ biến nhất. Chất lỏng xử lý thấm vào PTFE và chạm tới bề mặt tiếp xúc giữa polyme và kim loại. Chất lỏng phản ứng với kim loại hoặc với chất liên kết, làm suy yếu liên kết. Các sản phẩm ăn mòn hình thành tại bề mặt tiếp xúc và chiếm nhiều thể tích hơn kim loại ban đầu, đẩy PTFE ra khỏi bề mặt.
Căng thẳng nhiệt là một nguyên nhân khác. PTFE và kim loại có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau. Khi lò sưởi luân chuyển nhiệt, PTFE và kim loại giãn nở và co lại ở các tốc độ khác nhau. Chuyển động vi phân gây ra ứng suất cắt tại đường liên kết. Trải qua hàng nghìn chu kỳ, mối liên kết yếu đi và thất bại.
Hư hỏng cơ học cũng có thể bắt đầu sự phân tách. Một vết khoét hoặc tác động xuyên qua PTFE sẽ tạo ra một con đường cho chất lỏng tiếp cận đường liên kết. Chất lỏng lan dọc theo bề mặt, nâng PTFE lên.
| Nguyên nhân tách lớp | Cơ chế | Thời gian để phân tách có thể nhìn thấy | Khu vực bị ảnh hưởng |
|---|---|---|---|
| Tấn công hóa học tại đường liên kết | Thẩm thấu và phản ứng | 6–24 tháng | Bắt đầu tại khiếm khuyết |
| Ứng suất nhiệt | Mở rộng vi sai | 12–36 tháng | Các cạnh và điểm căng thẳng |
| Thiệt hại cơ học | Vi phạm vỏ bọc | Ngày-tuần | Đã bản địa hóa |
| Lỗi sản xuất | Trái phiếu kém | Tuần-tháng | Khu vực cụ thể |
Nguyên nhân phân tách và đặc điểm của chúng
Tại sao việc tách lớp không thể sửa chữa được tại hiện trường
Liên kết giữa PTFE và kim loại được tạo ra trong môi trường nhà máy được kiểm soát. Bề mặt kim loại được chuẩn bị bằng cách phun cát, khắc hoặc sơn lót. PTFE được sử dụng dưới nhiệt độ và áp suất hoặc được liên kết hóa học bằng chất kết dính hiệu suất cao. Sự liên kết là liên tục và thống nhất.
Việc sửa chữa hiện trường không thể tái tạo mối liên kết đó. Việc vá khu vực bị tách lớp bằng hợp chất polymer sẽ tạo ra liên kết thứ cấp yếu hơn so với ban đầu. Miếng vá có đặc tính giãn nở nhiệt khác nhau, tạo ra sự tập trung ứng suất mới. Chất lỏng đã đi vào khu vực được tách lớp vẫn bị giữ lại, tiếp tục ăn mòn kim loại bên dưới.
Tại sao máy sưởi bị tách lớp không thể được đưa trở lại sử dụng một cách an toàn
Khu vực được tách lớp là con đường để chất lỏng xử lý tiếp cận vỏ kim loại. Chất lỏng ăn mòn kim loại và các sản phẩm ăn mòn đẩy PTFE ra xa chất nền hơn. Sự phân tách lan rộng.
Phần kim loại lộ ra ngoài cũng tạo ra đường dẫn dòng điện rò rỉ xuống đất. Điện trở cách điện giảm và các sự cố chạm đất xảy ra thường xuyên hơn. Cuối cùng, lò sưởi bị hỏng.
Trong các môi trường hóa học mạnh, kim loại tiếp xúc sẽ bị ăn mòn nhanh chóng. Lò sưởi có độ tách lớp nhỏ có thể hỏng trong vòng vài tuần nếu chất hóa học mạnh và kim loại không có khả năng chống ăn mòn-.
Đánh giá xem máy sưởi có đáng để thay thế theo bảo hành hay không
Tình trạng bong tróc hình thành trong thời gian bảo hành-thường là 12 tháng-có thể được bảo hành nếu lỗi xảy ra do lỗi sản xuất. Sự tách lớp do điều kiện vận hành nằm ngoài giới hạn quy định-nhiệt độ vỏ bọc quá cao, hóa chất mạnh hoặc hư hỏng cơ học-thường không được bảo hiểm.
Việc đánh giá yêu cầu tài liệu về các điều kiện vận hành: hóa chất trong bể, nhiệt độ, độ sâu ngâm, điều kiện dòng chảy và chu kỳ hoạt động. Nếu lò sưởi được vận hành theo thông số kỹ thuật và hiện tượng bong tróc hình thành sớm thì yêu cầu bảo hành là hợp lý. Nếu các điều kiện vận hành vượt quá thông số kỹ thuật, việc thay thế phải được chỉ định bằng các thông số phù hợp hơn.
Ngăn ngừa sự tách lớp trong quá trình thay thế
Bộ gia nhiệt thay thế phải giải quyết được nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng tách lớp. Nếu sự tấn công hóa học ở đường liên kết là vấn đề thì lớp vỏ dày hơn hoặc polyme kháng hóa chất tốt hơn sẽ làm giảm tốc độ thẩm thấu. Nếu ứng suất nhiệt là vấn đề thì mật độ watt thấp hơn sẽ làm giảm nhiệt độ vỏ bọc và độ giãn nở chênh lệch. Nếu hư hỏng cơ học là nguyên nhân thì vỏ bọc dày hơn hoặc lớp bảo vệ sẽ giảm thiểu rủi ro.
Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với vỏ bọc dày, mật độ watt thấp và cạnh tròn giải quyết đồng thời nhiều nguyên nhân gốc rễ. Quy trình đặc điểm kỹ thuật yêu cầu thành phần hóa học của bể, nhiệt độ vận hành, kích thước bể, dao động mực nước và lịch sử hỏng hóc của các bộ gia nhiệt trước đó.
Khi việc tái sử dụng không bao giờ là một lựa chọn
Lò sưởi ngâm PTFE có vỏ bọc tách lớp không thể tái sử dụng được. Không thể khôi phục liên kết, không thể đảo ngược sự ăn mòn và không thể loại bỏ rủi ro an toàn. Bộ gia nhiệt đã tách lớp phải được loại bỏ khỏi dịch vụ, được gắn thẻ là bị lỗi và thay thế bằng bộ phận được chỉ định cho các điều kiện vận hành thực tế.
Chi phí thay thế nhỏ so với chi phí do sự cố nối đất làm ngừng hoạt động dây chuyền sản xuất hoặc rủi ro về an toàn của chất điện phân chạm tới thiết bị đầu cuối mang điện. Quyết định rất đơn giản: thay thế, không sửa chữa.
