Vấn đề hóa học chưa biết
Bộ trao đổi nhiệt PTFE được chỉ định cho một quy trình trong đó thành phần hóa học chính xác không được ghi chép đầy đủ-dung dịch làm sạch độc quyền, dòng chất thải hỗn hợp hoặc quy trình đang được phát triển. Vật liệu PTFE trơ về mặt hóa học đối với hầu hết các chất lỏng công nghiệp, nhưng "hầu hết" không phải là "tất cả". Một số dung môi flo hóa, chất khử mạnh và kim loại kiềm nóng chảy có thể tấn công PTFE. Thiết kế phải bao gồm một lề cho sự không chắc chắn.
Đối với các bộ trao đổi nhiệt bằng kim loại, người ta hiểu rõ về mức độ ăn mòn cho phép: tăng thêm độ dày thành để bù đắp tổn thất kim loại dự kiến trong suốt thời gian sử dụng. Đối với PTFE, "sự ăn mòn" không phải là sự hòa tan đồng đều mà có khả năng là sự tấn công hóa học cục bộ hoặc sự thẩm thấu-gây ra sự suy thoái. Sự cho phép có một dạng khác: độ dày thành bổ sung để có thời gian phát hiện sự tấn công trước khi ranh giới áp suất bị xâm phạm.
Triết lý ký quỹ
Mức cho phép ăn mòn đối với PTFE trong điều kiện sử dụng không xác định không phải là một phép tính chính xác-mà là giới hạn thiết kế thận trọng giúp cung cấp thời gian để phát hiện và ứng phó nếu xảy ra tương tác hóa học không mong muốn. Ký quỹ phục vụ ba mục đích:
Thời gian phát hiện: Nếu quá trình hóa học tấn công PTFE với tốc độ không mong đợi, độ dày thành bổ sung sẽ cung cấp thời gian để phát hiện độ mỏng của thành bằng phép đo siêu âm trước khi ống bị hỏng.
Rào cản thẩm thấu: Một bức tường dày hơn làm giảm tốc độ thẩm thấu của bất kỳ loài xâm lấn nào vào cấu trúc polymer, kéo dài thời gian trước khi các đặc tính khối bị ảnh hưởng.
Độ bền cơ học: Thành dày hơn mang lại biên độ áp suất nổ cao hơn, bảo vệ khỏi sự chênh lệch áp suất có thể đi kèm với một cuộc tấn công hóa học.
| Điều kiện dịch vụ | Phụ cấp ăn mòn được đề xuất | cơ sở |
|---|---|---|
| Đã biết, hóa học tương thích | 0% (độ dày thiết kế là đủ) | Đã thiết lập khả năng tương thích của PTFE |
| Không rõ nhưng được cho là lành tính (dung dịch nước, pH 2-12) | Tường bổ sung 0-10% | Rủi ro thấp; lề nhỏ |
| Không xác định, có khả năng tích cực (dung môi hữu cơ, chất oxy hóa mạnh) | Tường bổ sung 15-25% | Rủi ro vừa phải |
| Unknown, high temperature (>150 độ) với dung môi | Tường bổ sung 25-50% | Rủi ro cao; lợi nhuận đáng kể |
Đặc điểm kỹ thuật thực tế
Đối với một hóa chất lỏng-lành tính chưa xác định nhưng dự kiến, biên độ dày thành 10% trên giá trị tính toán-leo là phù hợp. Một ống yêu cầu thành 1,0mm cho tuổi thọ rão ở áp suất vận hành được quy định là 1,1mm.
Đối với hóa chất hữu cơ có khả năng tích cực cao, biên độ 20% được chỉ định: tường 1,2mm thay vì 1,0mm. Thành dày hơn làm tăng khả năng chống truyền nhiệt khoảng 20%, đòi hỏi diện tích bề mặt lớn hơn tương ứng. Chi phí ký quỹ là trao đổi lớn hơn. Lợi ích là bảo vệ chống lại sự tương tác hóa học không mong muốn.
Đối với dịch vụ dung môi có nhiệt độ-cao, biên độ là 25-50%. Thành dày hơn giải quyết cả sự không chắc chắn về mặt hóa học và tốc độ rão cao hơn ở nhiệt độ cao.
Yêu cầu giám sát
Lượng dự phòng ăn mòn không thể thay thế cho việc giám sát. Bộ trao đổi nhiệt PTFE chưa được sử dụng cần được kiểm tra thường xuyên hơn so với hoạt động đã biết. Đo độ dày thành siêu âm trong khoảng thời gian 6 tháng trong 2 năm đầu tiên, sau đó hàng năm sau đó, giúp phát hiện sớm bất kỳ sự mỏng đi bất ngờ nào của thành. Nếu tốc độ làm mỏng cao hơn dự kiến, quy trình hóa học sẽ được nghiên cứu và bộ trao đổi nhiệt sẽ được thay thế trước khi thành đạt đến độ dày an toàn tối thiểu.
Bản tóm tắt
Mức cho phép ăn mòn đối với bộ trao đổi nhiệt PTFE trong dịch vụ hóa học chưa xác định là biên độ thiết kế tăng thêm 10-50% độ dày thành, tùy thuộc vào độ ăn mòn dự kiến của chất lỏng. Lề này cung cấp thời gian để phát hiện sự tấn công hóa học bất ngờ và tăng cường hàng rào thẩm thấu và an toàn áp suất. Nó được bổ sung bởi một lịch trình kiểm tra tăng tốc. Sự cho phép này là một biện pháp thiết kế thận trọng, không thay thế cho việc xác minh tính tương thích của vật liệu.
Hỗ trợ kỹ thuật cho thông số kỹ thuật về hạn chế ăn mòn được cung cấp khi gửi hóa chất quy trình đã biết và nghi ngờ, nhiệt độ vận hành và tuổi thọ sử dụng cần thiết.
