Il-Problema tat-Tnejn Filgħodu
Linji tal-kisi tal-kromju iebes mitfija mill-Ġimgħa filgħaxija sat-Tnejn filgħodu. Il-fwar għall-iskambjatur tas-sħana huwa iżolat. Il-banju jibred minn 55 grad sa temperatura ambjentali fuq 12-16-il siegħa. F'madwar 38-40 grad, il-kristalli tal-aċidu kromiku jibdew jippreċipitaw mill-elettrolit ta' 250-400 g/L. Sat-Tnejn filgħodu, l-intern tat-tank - inkluż l-iskambjatur tas-sħana - huwa miksi b'depożiti kristallini oranġjo-aħmar.
Għal skambjaturi tas-sħana metalliċi, dan iċ-ċiklu ta 'kristallizzazzjoni joħloq żewġ problemi. Il-kristalli li qed jikbru jeżerċitaw pressjoni ta' espansjoni fi ħdan il-mikro-xquq tal-wiċċ, u jwessgħuhom f'siti ta' bidu tal-korrużjoni. Meta l-fwar jiġi restawrat nhar it-Tnejn, it-tisħin mill-ġdid rapidu jikkawża li l-kristalli jinħallu b'mod irregolari, u jħallu warajhom żoni tal-wiċċ mibdula kimikament fejn il-film passiv ġie kompromess.
Għall-iskambjaturi tas-sħana PTFE, l-avveniment ta 'kristallizzazzjoni huwa mekkanikament u kimikament inkonsegwenzjali. Il-kombinazzjoni unika tal-materjal ta 'enerġija tal-wiċċ baxxa, akkomodazzjoni ta' espansjoni termali għolja, u inertezza kimika kompleta tittrasforma dak li huwa mekkaniżmu ta 'ħsara għall-metalli f'avveniment mhux- għall-fluworopolimeri.
Id-diskrepanza tal-adeżjoni tal-kristall
Il-kristalli jaderixxu ma 'uċuħ permezz ta' żewġ mekkaniżmi: twaħħil kimiku u interlocking mekkaniku. Uċuħ metalliċi jipparteċipaw fit-tnejn.
L-uċuħ tal-ossidu tal-metall fihom gruppi hydroxyl li jiffurmaw bonds tal-idroġenu ma 'molekuli tal-aċidu kromiku waqt il-kristallizzazzjoni. Ir-rabta hija dgħajfa individwalment iżda b'saħħitha kollettivament f'eluf ta' punti ta' kuntatt tal-wiċċ tal-kristall-. Meta l-kristalli jinħallu meta jisħnu mill-ġdid, il-bidliet lokalizzati fil-kimika tal-wiċċ jibqgħu fejn seħħ it-twaħħil.
L-uċuħ tal-metall jiżviluppaw ukoll mikro-ħruxija mill-korrużjoni waqt it-tħaddim normali. Il-kristalli tal-aċidu kromiku jikbru f'dawn id-difetti tal-wiċċ, u joħolqu ċavetta mekkanika li tissakkar il-kristall mal-metall. Il-forza ta 'espansjoni tal-kunjardi tat-tkabbir tal-kristall tiftaħ il-mikro-crevice, li tikkontribwixxi għad-degradazzjoni progressiva tal-wiċċ osservata fuq kolji metalliċi wara ċikli ta' għeluq ripetuti.
PTFE ma jippreżenta l-ebda mekkaniżmu ta 'twaħħil. Is-superfiċje tal-karbonju-fluworin ma toffri l-ebda gruppi idrossiliċi għat-twaħħil tal-idroġenu. L-enerġija tal-wiċċ ta' 18-20 mN/m hija fost l-inqas minn kwalunkwe materjal ta' inġinerija. Kristalli jistgħu joqgħodu fuq il-wiċċ bil-gravità, iżda ma jaderixxux. Meta l-banju jerġa 'jissaħħan u tibda l-aġitazzjoni, il-kristalli jinżlu mill-PTFE u jerġgħu jinħallu fl-elettrolit.
Tabella 1: Tqabbil ta' Ħsara ta' Kristallizzazzjoni Waqt It-Tfigħ tal-Ġimgħa (Tkessiħ ta' 48 Siegħa minn 55 grad sa 20 grad)
| Parametru | Stainless Steel Coil | Kolja tat-titanju | Skambjatur tas-Sħana PTFE |
|---|---|---|---|
| Qawwa ta' adeżjoni tal-kristall (relattiva) | 1.0 (linja bażi) | 0.7 | < 0.05 |
| Degradazzjoni tal-wiċċ għal kull ċiklu ta 'għeluq | Mikro-propagazzjoni ta' xquq minn wedging tal-kristall | Traqqiq passiv tal-film f'punti ta' kuntatt tal-kristall | Xejn |
| Proċedura meħtieġa t-Tnejn filgħodu | Saħħan mill-ġdid gradwali biex tevita t-tixrid ta 'xokk termali | Saħħan mill-ġdid gradwali; spezzjona għal pitting | Fwar sħiħ immedjat; ebda restrizzjoni |
| Ħsara kumulattiva wara 50 għeluq | Tnaqqis tal-ħajt li jista 'jitkejjel f'żoni ta' kuntatt tal-kristall | Pitting siti ta' bidu viżibbli | Ebda bidla li tista' titkejjel |
| Kontaminazzjoni tal-banju minn prodotti ta' reazzjoni tal-wiċċ tal-kristall{0}} | Ħadid u joni tal-kromju rilaxxati | joni tat-titanju rilaxxati | Xejn |
Akkomodazzjoni ta 'Espansjoni Termali
Iċ-ċiklu ta 'tisħin mill-ġdid nhar it-Tnejn filgħodu jimponi espansjoni termali fuq l-iskambjatur tas-sħana. Kolji metalliċi jespandu fi 15-18 × 10⁻⁶/ grad . L-istruttura riġida, ta 'spiss iwweldjati f'appoġġi u konnessjonijiet, tiżviluppa stress termali peress li sezzjonijiet kostretti jirreżistu l-espansjoni. Kristalli f'kuntatt mal-wiċċ tal-metall li qed jespandi huma mgħaffġa u mqaxxra, iżda l-ħsara mekkanika lill-film passiv diġà degradat jakkumula.
PTFE jespandi f'madwar 120 × 10⁻⁶/ grad -bejn wieħed u ieħor seba 'darbiet aktar mill-istainless steel. Tubu PTFE ta '3 metri jikber bi kważi 13mm meta jissaħħan minn 20 grad sa 55 grad. Skambjaturi tas-sħana PTFE ddisinjati sew jakkomodaw din l-espansjoni permezz ta 'sistemi ta' appoġġ flessibbli u loops ta 'espansjoni. Il-wiċċ tat-tubu jespandi liberament, u kwalunkwe kristalli ta 'mistrieħ laxk sempliċement jinqalgħu hekk kif tinbidel il-ġeometrija tat-tubu.
In-natura viscoelastika tal-materjal tipprovdi benefiċċju addizzjonali. Tisħin mill-ġdid rapidu li joħloq stress ta 'xokk termali f'metalli riġidi huwa assorbit mill-mobilità tal-katina molekulari tal-PTFE. M'hemm l-ebda riskju ta 'ksur fraġli, l-ebda rekwiżit għal żieda gradwali tat-temperatura, u l-ebda dewmien operattiv nhar it-Tnejn filgħodu.
Osservazzjonijiet tal-Qasam minn Job Shop Chrome Line
Ħanut tax-xogħol tal-kromju iebes li jopera ħames tankijiet ta' 6,000 litru qabbel il-kundizzjoni tal-heater wara 24 xahar ta' ċikli identiċi ta' għeluq ta' tmiem il-ġimgħa. Żewġ tankijiet żammew kojls tat-titanju. Tliet tankijiet kienu ġew konvertiti għal skambjaturi tas-sħana PTFE.
