Lỗi giòn do lão hóa do oxy hóa do nhiệt đề cập đến lớp lót PFA hoạt động ở nhiệt độ cao- liên tục trong thời gian dài với oxy, không khí nóng và môi trường oxy hóa bên trong đường ống. Chuỗi chính fluoropolymer trải qua quá trình phân cắt oxy hóa, trọng lượng phân tử giảm đáng kể và các nhóm liên kết chéo và nhóm giòn được tạo ra bên trong vật liệu. Lớp lót dần mất đi độ đàn hồi và độ dẻo, trở nên cứng và giòn. Dưới tác động nhẹ của chất lỏng, dao động áp suất hoặc thay đổi nhiệt độ, các vết nứt lớn xuất hiện và lớp lót vỡ thành các mảnh giòn. Các mảnh vụn chảy dọc theo môi trường và chặn các ống khuỷu, ống chữ T và đường ống khoan nhỏ{6}}của dụng cụ; chất lỏng ăn mòn thấm qua các vết nứt vào lớp xen kẽ, gây ra hiện tượng bong tróc-lớp lót trên diện rộng và rò rỉ rỉ sét trên nền thép. Lỗi lão hóa này không thể khắc phục được và chủ yếu xảy ra ở-đường ống dẫn nhiệt có nhiệt độ cao với điều kiện làm việc hiếu khí.
1. Cơ chế phân hủy oxy nhiệt và độ giòn của vật liệu
Chuỗi phân tử PFA sẽ kích hoạt sự phân cắt chuỗi oxy hóa khi tiếp xúc với nhiệt độ cao và oxy trong thời gian dài. Các chuỗi polymer dài ban đầu vỡ thành các đoạn ngắn, lực liên kết giữa các phân tử giảm mạnh và vật liệu mất khả năng biến dạng và hấp thụ ứng suất. Trong khi đó, phản ứng liên kết chéo một phần-làm cho lớp lót trở nên cứng và dễ vỡ. Khi tác dụng ngoại lực, vết nứt sẽ mở rộng nhanh chóng mà không bị biến dạng dẻo, trực tiếp dẫn đến gãy giòn. Khác với hiện tượng giòn ở nhiệt độ thấp-có thể đảo ngược, lão hóa oxy hóa do nhiệt là tổn thương hóa học vĩnh viễn đối với cấu trúc phân tử và ngay cả khi nhiệt độ giảm trở lại bình thường thì lớp lót cũng không thể khôi phục độ dẻo dai.
2. Các vị trí điển hình dễ bị tổn thương do oxy hóa nhiệt
Các đoạn đường ống gần thiết bị sưởi ấm nhất có nhiệt độ trung bình duy trì cao nhất;
Đường ống chân chết nơi môi chất nóng bị giữ lại và oxy tích tụ cho quá trình oxy hóa tĩnh lâu dài-;
Thành trong phía trên của đường ống, nơi không khí tập hợp và tạo thành vùng oxy hóa khí có nhiệt độ-pha cao-;
Vùng lót mỏng có độ dày vật liệu nhỏ hơn và tốc độ phân hủy oxy hóa nhanh hơn;
Mặt bích và sửa chữa các vị trí vá có khiếm khuyết về cấu trúc dễ trở thành nguồn nứt lão hóa.
3. Các yếu tố cốt lõi thúc đẩy sự lão hóa nhanh hơn
Hoạt động quá nhiệt-trong thời gian dài vượt quá nhiệt độ sử dụng liên tục cho phép của vật liệu PFA;
Hệ thống đường ống không thể xả khí triệt để, lượng oxy dư tham gia vào phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao-;
Môi trường truyền tải chứa các thành phần oxy hóa như hydrogen peroxide, clo và các chất oxy hóa mạnh;
Không cần bảo trì tắt máy định kỳ, lớp lót liên tục tiếp xúc với-môi trường hiếu khí nhiệt độ cao-quanh năm;
Công thức lót không thêm chất ổn định chống oxy hóa-trong quá trình xử lý tùy chỉnh.
4. Các biện pháp kỹ thuật kiểm soát và ngăn chặn liên kết đầy đủ-
① Khóa chặt chẽ nhiệt độ trung bình trong phạm vi sử dụng lâu dài-được đánh giá của lớp lót PFA
Loại bỏ quá trình oxy hóa quá nhiệt khỏi nguồn thông số vận hành.
② Lắp đặt van xả tự động tại các điểm trên cao của đường ống để xả khí tích tụ kịp thời
Giảm hàm lượng oxy bên trong đường ống và làm chậm quá trình thoái hóa oxy hóa.
③ Thêm tiền xử lý trung hòa khử vào môi trường oxy hóa trước khi đi vào đường ống lót
Cắt bỏ các chất oxy hóa mạnh làm trầm trọng thêm tình trạng đứt gãy chuỗi phân tử.
④ Sắp xếp các chu kỳ bảo trì và kiểm tra tắt máy định kỳ cho các đoạn đường ống có nhiệt độ-cao
Tránh hoạt động lão hóa theo chu kỳ dài{0}}không bị gián đoạn.
⑤ Sử dụng lớp lót PFA chống oxy hóa-có bổ sung chất ổn định nhiệt cho điều kiện làm việc hiếu khí ở nhiệt độ cao-
Cải thiện cơ bản khả năng chống lão hóa nhiệt của vật liệu.
5. Bảng so sánh hiệu quả phòng ngừa
表格
| Chế độ cấu hình vật liệu và vận hành | Nguy cơ lão hóa oxy hóa nhiệt | Đề xuất ứng dụng |
|---|---|---|
| Nhiệt độ-tăng-dài hạn + tích tụ không khí dư + lớp lót thông thường chưa được sửa đổi | Toàn bộ lớp lót ống bị cứng và phân mảnh dễ gãy xảy ra sau khi sử dụng-thời gian dài | Thay thế-lớp lót chống oxy hóa và khắc phục hệ thống xả và kiểm soát nhiệt độ |
| Giới hạn tham số nhiệt độ + khí thải cưỡng bức điểm-cao + xử lý khử oxy hóa trung bình | Làm chậm hiệu quả sự phân tách chuỗi phân tử và sự giòn không thể đảo ngược | Thông số vận hành tiêu chuẩn dành cho đường ống dẫn nhiệt có lớp lót PFA hiếu khí ở nhiệt độ cao- |
| Lớp lót chống lão hóa-được cải tiến bằng chất ổn định + theo dõi nhiệt độ theo thời gian thực- + phát hiện lão hóa qua nội soi hàng năm | Sự tắc nghẽn giòn của lớp lót cực kỳ thấp và các mối nguy hiểm về an toàn rò rỉ giữa các lớp | Sơ đồ ưu tiên cho các dự án mạng lưới đường ống sưởi ấm-chống ăn mòn{1}}chu kỳ dài trong quá trình nhiệt |
Phần kết luận
Sự suy giảm lão hóa oxy hóa do nhiệt của lớp lót PFA là do nhiệt độ cao và oxy cùng phá hủy cấu trúc phân tử polymer, dẫn đến hiện tượng giòn cứng không thể đảo ngược và sự phân mảnh giòn của lớp lót. Các biện pháp phòng ngừa cốt lõi bao gồm tiêu chuẩn hóa việc kiểm soát nhiệt độ để tránh quá nhiệt, xả hết khí tích tụ trong đường ống, giảm đặc tính oxy hóa môi trường, thiết lập chu kỳ bảo trì định kỳ và chọn vật liệu lót cải tiến chống oxy hóa. Quản lý toàn bộ-quy trình khép kín-để kiểm soát tham số vận hành, cấu hình phụ trợ đường ống và lựa chọn vật liệu nhắm mục tiêu có thể loại bỏ tắc nghẽn đường ống và tai nạn rò rỉ môi chất do lão hóa nhiệt và hiện tượng giòn của ống gia nhiệt được lót PFA.
