Hiện tượng làm giàu silicat trong bể xử lý ướt hở, bay hơi
Bể tẩy rửa bằng kiềm và ăn mòn hóa học hở chịu sự bay hơi dung môi liên tục trong quá trình vận hành ở nhiệt độ cao. Theo dõi các ion silicat ban đầu có trong nước bổ sung và các chất phụ gia xử lý tiếp tục cô đặc bên trong dung dịch tắm. Khi sự bay hơi cục bộ diễn ra trên bề mặt của bộ gia nhiệt ngâm PTFE, kết tủa silicat quá bão hòa và lắng đọng trên vỏ fluoropolymer. Hầu hết các kỹ thuật viên xử lý đều theo dõi các chỉ số hóa học chính của bồn tắm nhưng lại bỏ qua ảnh hưởng nồng độ cục bộ xảy ra trên bề mặt bộ gia nhiệt. Các chu trình bay hơi-kết tủa lặp đi lặp lại tạo thành các lớp cặn silicat cứng. Lực nêm tinh thể xâm nhập vào các khe hở siêu nhỏ trên bề mặt PTFE, tạo ra các vết nứt dưới bề mặt vô hình. Khi các khuyết tật ngày càng mở rộng, sự xâm nhập của quy mô sẽ gây ra hiện tượng rò rỉ vỏ và ngừng sản xuất ngoài dự kiến.
Cơ chế phân hủy của cặn silicat trong chu trình cô đặc bay hơi
Dung dịch silicat đạt đến độ siêu bão hòa trên bề mặt gia nhiệt ở nhiệt độ cao ngay cả khi nồng độ trong bể chứa lớn vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được. Các tinh thể gốc silica cứng và giòn lắng đọng và nhúng vào các khoang vi mô trên bề mặt PTFE. Trong thời gian làm nguội, thể tích tinh thể co lại; trong khi hâm nóng làm cho tinh thể nở ra trở lại. Ứng suất nêm tuần hoàn tác động liên tục lên ma trận fluoropolymer. Thiệt hại phát triển theo hai giai đoạn riêng biệt: nồng độ bay hơi cục bộ hình thành cặn silicat bám dính và trước tiên chiếm các khoảng trống vi mô trên bề mặt; Sự giãn nở tinh thể do chu trình nhiệt tạo ra các vết nứt vi mô thứ hai. Ngay cả PTFE trơ về mặt hóa học cũng không thể chống lại sự hư hỏng cơ học này. Việc tăng độ dày thành vỏ không thể ngăn chặn quá trình tạo mầm tinh thể silicat gây ra bởi sự làm giàu cục bộ trên bề mặt.
| Nồng độ silicat số lượng lớn | Mất bay hơi hàng ngày | Rủi ro nêm quy mô | Dấu hiệu trường đại diện |
|---|---|---|---|
| ＜25 trang/phút | ＜3 % thể tích bể | Thấp | Bụi silicat dễ rửa sạch, không có cặn bám vào |
| 25‑60 trang/phút | Thể tích bể 3‑7 % | Trung bình | Màng silicat mỏng loang lổ, bề mặt có sương mù nhẹ |
| 60‑110 trang/phút | 7‑12 % thể tích bể | Cao | Các đốm vảy bám dính cứng, các vết nứt nhỏ ẩn dưới bề mặt |
| ＞110 trang/phút | ＞12 % thể tích bể | Phê bình | Lớp vỏ silicat dày chắc chắn, khả năng nứt vỏ cao |
Tái diễn các hành vi sai trái tại chỗ Làm nặng thêm thiệt hại có nguồn gốc từ silicat
Đội bảo trì xưởng liên tục mắc phải các lỗi xử lý điển hình. Người vận hành chỉ bổ sung chất lỏng đã tiêu thụ mà không thường xuyên xả một phần dung dịch, cho phép các ion silicat tích tụ vô tận. Sau khi bộ gia nhiệt bị nứt do cặn, các kỹ thuật viên thay thế phần cứng của bộ gia nhiệt trong khi vẫn tiếp tục sử dụng nước bổ sung có hàm lượng silicat cao, các thiết bị mới sẽ gặp phải hư hỏng phần nêm giống hệt nhau. Việc điều tra lỗi cho rằng vết nứt vỏ hoàn toàn là do ăn mòn hóa học kiềm, bỏ qua ứng suất cơ học từ việc nêm tinh thể silicat. Việc vệ sinh định kỳ sử dụng các công cụ cạo cứng để loại bỏ cặn silicat cứng, tạo thêm các vết xước nhân tạo trên bề mặt vỏ PTFE.
Các giải pháp giảm thiểu theo cấp độ đối với nguy cơ nồng độ bay hơi silicat
Các biện pháp đối phó đa chiều ngăn chặn nguy cơ đóng cặn silicat. Lắp đặt thiết bị làm mềm nước hoặc thẩm thấu ngược cho nước bổ sung để giảm lượng ion silicat đưa vào. Thực hiện quy trình pha loãng và xả máu bể có kiểm soát định kỳ để ngăn chặn tình trạng làm giàu ion do bay hơi lâu dài. Áp dụng các chất phụ gia xử lý có công thức silicat thấp cho các tình huống bể hở nhiệt độ cao. Đối với cặn silicat hình thành, hãy chọn phương pháp hòa tan ngâm hóa chất đặc biệt thay vì đục cơ học. Thêm việc kiểm tra trực quan cặn silicat trên bề mặt lò sưởi vào danh sách kiểm tra bảo trì phòng ngừa hàng tháng. Giảm chênh lệch nhiệt độ điểm nóng cục bộ để làm suy yếu hiệu ứng quá bão hòa bề mặt. Đối với việc mua bình chứa mới, hãy nêu rõ yêu cầu về độ bóng bề mặt nhẵn chống cặn cho thiết bị gia nhiệt ngâm trong PTFE.
Giá trị sản xuất toàn diện của Kiểm soát làm giàu silicat-ion
Quản lý làm giàu silicat hiệu quả mang lại lợi ích sản xuất có thể đo lường được. Ngăn chặn sự hình thành cặn silicat cứng và nêm tinh thể giúp duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc vỏ PTFE và kéo dài tuổi thọ của lò sưởi ngâm, cắt giảm chi phí mua phụ tùng thay thế và mất thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến. Việc kiểm soát mức tạp chất silicat cũng tránh được ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng phôi xử lý bề mặt. So với việc xử lý thụ động hiện tượng nứt bộ phận gia nhiệt sau khi tích tụ cặn, kiểm soát làm giàu ion phía nguồn giúp loại bỏ hiện tượng quá bão hòa cục bộ và đạt được khả năng vận hành lâu dài đáng tin cậy hơn cho các cụm gia nhiệt ngâm trong môi trường quy trình ướt mở ở nhiệt độ cao.
