Linia powlekania beczek pociągnęła grzałkę zanurzeniową z PTFE po dziewięciu miesiącach pracy. Część ogrzewana była w dobrym stanie. Awaria powstała w zimnej strefie-nieogrzewanej części pomiędzy kołnierzem a górną częścią ogrzewanego obszaru. PTFE w zimnej strefie wykazywał serię drobnych pęknięć, a rezystancja izolacji spadła do 15 MΩ. Lufa stykała się z zimną strefą podczas załadunku i rozładunku, a uszkodzenia mechaniczne naruszyły powłokę.
Strefa zimna to nieogrzewana długość grzejnika, która łączy sekcję ogrzewaną z kołnierzem. Nie jest on przeznaczony do wytwarzania ciepła i nie jest chłodzony cieczą procesową w taki sam sposób, jak sekcja podgrzewana. W przypadku poszycia beczki zimna strefa jest często najbardziej wrażliwą częścią grzejnika.
Dlaczego strefa zimna jest podatna na zagrożenia w przypadku poszycia beczek
Lufa jest obracającym się cylindrem, który porusza się w zbiorniku. Podczas załadunku i rozładunku beczka jest podnoszona lub przechylana, a jej tor może spowodować zetknięcie się z zimną strefą grzejnika. Zimna strefa często znajduje się w górnej części grzejnika, w pobliżu linii cieczy, gdzie lufa ma największy prześwit.
W niektórych konstrukcjach grzejników strefa zimna jest również cieńsza niż część podgrzewana. PTFE może być cieńszy, a metalowa osłona może być mniej wytrzymała. Strefa zimna nie jest zaprojektowana tak, aby wytrzymywała kontakt mechaniczny, ponieważ nie oczekuje się, że będzie znajdować się w obszarze-narażonego na duże zużycie.
Jak kontakt lufy uszkadza zimną strefę
Lufa jest ciężka,-zwykle 20–50 kg po załadowaniu. Kiedy styka się z zimną strefą, wywiera obciążenie mechaniczne. PTFE może pęknąć, a metalowa osłona może zostać wgnieciona. Pęknięcia umożliwiają dotarcie płynu procesowego do metalu i rozpoczyna się korozja.
Uszkodzenia często mają charakter postępujący. Pierwszy kontakt może spowodować jedynie ślad powierzchniowy. Powtarzające się kontakty powiększają uszkodzenia, a PTFE w końcu pęka.
| Masa beczki | Siła kontaktowa | Uszkodzenie PTFE | Czas na naruszenie PTFE | Ryzyko niepowodzenia |
|---|---|---|---|---|
| <20 kg | Niski | Znaki powierzchniowe | >18 miesięcy | Niski |
| 20–35 kg | Umiarkowany | Spękanie | 8–18 miesięcy | Umiarkowany |
| 35–50 kg | Wysoki | Głębokie pęknięcia | 4–8 miesięcy | Wysoki |
| >50 kg | Bardzo wysoki | Naruszenie PTFE | 1–4 miesiące | Bardzo wysoki |
Masa lufy i jej wpływ na uszkodzenia w strefie zimnej
Dlaczego zimna strefa zawodzi przed sekcją podgrzewaną
Część podgrzewana jest chłodzona cieczą procesową. Płyn usuwa ciepło i utrzymuje PTFE w umiarkowanej temperaturze. Zimna strefa nie jest chłodzona w ten sam sposób. Może znajdować się powyżej linii cieczy lub w obszarze o niskim-przepływie. W niektórych warunkach pracy PTFE w strefie zimnej ma wyższą temperaturę niż część ogrzewana.
Gorętszy PTFE jest bardziej miękki i bardziej podatny na uszkodzenia mechaniczne. Kiedy cylinder styka się z zimną strefą, PTFE odkształca się łatwiej i pęka łatwiej niż w chłodniejszej, ogrzewanej części.
Zapobieganie awariom strefy zimnej w poszyciu lufy
Najbardziej skuteczną profilaktyką jest ochrona zimnej strefy przed kontaktem z beczką. Nad zimną strefą można zainstalować osłonę lub osłonę, aby pochłonąć uderzenie. Osłona może być wykonana z PTFE, PVDF lub podobnego materiału odpornego chemicznie.
Zwiększenie luzu pomiędzy ścieżką lufy a strefą zimną zmniejsza ryzyko kontaktu. Grzałkę należy ustawić w taki sposób, aby podczas normalnego załadunku i rozładunku lufa nie sięgała zimnej strefy.
Grubsza powłoka PTFE w strefie zimnej zapewnia większą odporność na uszkodzenia mechaniczne. Grubość powłoki w strefie zimnej powinna być co najmniej tak gruba jak w części ogrzewanej, a najlepiej grubsza.
| Środek zapobiegawczy | Wpływ na obrażenia zimnej strefy | Realizacja | Koszt |
|---|---|---|---|
| Strażnik lub tarcza | Absorbuje uderzenia | Projekt grzejnika | Umiarkowany |
| Zwiększony prześwit | Unika kontaktu | Układ zbiornika | Niski |
| Grubsza powłoka strefy zimnej | Większa odporność na uszkodzenia | Proces powlekania | Umiarkowany |
| Przewodnik po ścieżce beczki | Kontroluje ruch lufy | Instalacja sprzętu | Umiarkowany |
Środki zapobiegawcze w przypadku awarii strefy zimnej w poszyciu lufy
Kiedy awaria strefy zimnej wskazuje na problem projektowy
Grzejnik, który ulegnie awarii w zimnej strefie pomimo osłony i odpowiedniego prześwitu, wskazuje, że konstrukcja grzejnika lub układ zbiornika nie jest dostosowana do poszycia beczki. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE ze wzmocnioną strefą zimną, osłoną ochronną i grubszą powłoką eliminuje pierwotną przyczynę awarii strefy zimnej. Proces specyfikacji wymaga wymiarów beczki, ścieżki lufy, układu zbiornika i wymaganej mocy. W przypadku obiektów wyposażonych w linie powlekania beczek to specyficzne-zastosowanie podejście ogranicza awarie strefy zimnej i wydłuża żywotność grzejników.
