Il-gass tal-kloru maħlul (Cl₂) fl-ilma-komuni fis-sistemi tad-diżinfezzjoni, il-pixxini, u t-trattament tal-ilma muniċipali-huwa aġent ossidanti qawwi li jattakka l-uċuħ tal-PFA maż-żmien. B'differenza minn soluzzjonijiet ta' ipoklorit (bliċ) li jikkawżaw degradazzjoni mgħaġġla, il-gass tal-kloru maħlul f'konċentrazzjonijiet tipiċi (1–10 ppm) jikkawża modifika gradwali tal-wiċċ. Wara 1,000 siegħa ta 'espożizzjoni kontinwa f'40 grad (temperatura tipika tal-pool) b'5 ppm Cl₂ maħlul, l-ebusija tal-wiċċ tal-PFA tiżdied b'5-10 unitajiet Shore D (minn 65-68 għal 70-75). Il-wiċċ isir aktar fraġli, bit-titwil waqt il-waqfa jonqos minn 300% għal 150-200%. Iż-żieda fl-ebusija hija limitata għas-saff ta' barra ta' 50–150 µm; il-materjal bl-ingrossa jibqa' mhux affettwat. F'temperaturi ogħla (60-80 grad) jew konċentrazzjonijiet ogħla ta 'klorin (20-50 ppm), l-effett jaċċellera, u l-qsim tal-wiċċ jista' jseħħ fi żmien 500 siegħa.
Mekkaniżmu ta' Attakk tal-Kloru fuq PFA
Il-gass tal-kloru maħlul idrolizza fl-ilma biex jifforma aċidu ipokloruż (HOCl) u aċidu idrokloriku (HCl): Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl. Kemm HOCl kif ukoll HCl huma aggressivi. L-HOCl huwa ossidatur qawwi li jastratta l-atomi tal-idroġenu mit-truf tal-katina tal-PFA (għalkemm il-PFA għandu ftit idroġeni, jeżistu xi gruppi tat-tarf residwu -CF₂H). Ir-reazzjoni tissostitwixxi l-fluworin bl-ossiġnu, u toħloq gruppi karbonil fluworidu (-COF) u karbossili (-COOH). Dawn il-gruppi polari jżidu l-enerġija tal-wiċċ (minn 18-20 mN/m għal 25-35 mN/m), li paradossalment inaqqas l-angolu ta 'kuntatt mal-ilma u jista' jtejjeb it-tixrib. Aktar importanti minn hekk, is-saff tal-wiċċ ossidizzat isir cross-linked u mwebbes. Iż-żieda fl-ebusija tikkorrelata ma 'żieda fil-kristallinità fis-saff tal-wiċċ (minn 45% għal 55-60%) peress li r-reġjuni amorfu huma preferenzjali attakkati u riorganizzati.
Ir-reazzjoni tiddependi mit-temperatura-. F'25 grad , iż-żieda fl-ebusija wara 1,000 siegħa f'5 ppm Cl₂ hija 2-4 unitajiet Shore D. F'40 grad , huwa 5-10 unitajiet. F'60 grad , huwa 10-15-il unità, u jidhru mikroxquq tal-wiċċ. Fi 80 grad, PFA f'5 ppm ilma tal-kloru jonqos fi żmien 200-500 siegħa minħabba qsim qawwi tal-wiċċ u fraġilità. Għal din ir-raġuni, il-ħiters PFA fis-sistemi tad-diżinfezzjoni tal-kloru għandhom joperaw taħt il-50 grad.
Bidla fl-Ebusija tal-wiċċ Wara 1,000 Siegħa
| Konċentrazzjoni tal-kloru (ppm) | Temperatura (grad) | Ebusija Inizjali (Xatt D) | Ebusija Wara 1,000 siegħa (Xatt D) | Żieda (Xatt D) | Kundizzjoni tal-wiċċ | It-titwil fil-waqfien taż-żamma (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 (kontroll) | 40 | 66 | 66 | 0 | Lixx, tleqq | 100% |
| 1 | 40 | 66 | 68–69 | 2–3 | Ħfief matt | 90–95% |
| 5 | 40 | 66 | 70–73 | 4–7 | Matt, kemmxejn mhux maħdum | 70–80% |
| 10 | 40 | 66 | 72–75 | 6–9 | Mikro-ħruxija matt, viżibbli | 60–70% |
| 5 | 25 | 66 | 68–70 | 2–4 | Ħfief matt | 85–90% |
| 5 | 50 | 66 | 72–76 | 6–10 | Crazing matt, multa | 65–75% |
| 5 | 60 | 66 | 75–80 | 9–14 | Mikroxquq viżibbli f'10× | 40–60% |
| 5 | 80 | 66 | N/A (falla) | N/A | Cracking tal-wiċċ, fraġilità | <20% |
| 20 | 40 | 66 | 74–78 | 8–12 | Crazing, saff tal-wiċċ abjad | 50–65% |
| 50 | 40 | 66 | 78–82 | 12–16 | Cracking, trab tal-wiċċ | 30–50% |
Implikazzjonijiet prattiċi għat-tħaddim tal-Heater
Għall-ħiters tal-pixxini (25-30 grad, 1-5 ppm Cl₂), iż-żieda fl-ebusija wara 1,000 siegħa hija minuri (2-5 Shore D). Il-heater jibqa 'funzjonali, u l-fraġilità tal-wiċċ ma tikkawżax qsim taħt ċiklu termali normali (ΔT=10-20 grad). Il-ħajja mistennija hija 5-10 snin. Għal sistemi muniċipali ta 'diżinfezzjoni tal-ilma fejn it-temperaturi jilħqu 40-50 grad, iż-żieda fl-ebusija ssir sinifikanti (5-10 Shore D). Il-wiċċ tal-heater isir matt u inqas flessibbli. Iċ-ċikliżmu termali (mixgħul/mitfi ta 'kuljum) jista' jikkawża xquq fini tal-wiċċ wara 2-3 snin. Is-sostituzzjoni fi 3-5 snin hija rakkomandata.
Għad-diżinfezzjoni tal-kloru industrijali f'temperaturi elevati (50-80 grad), PFA mhux rakkomandat irrispettivament mill-konċentrazzjoni. Il-kombinazzjoni ta 'klorin u temperatura għolja tikkawża degradazzjoni rapida tal-wiċċ, qsim, u permeazzjoni eventwali għall-qalba tal-metall. Materjali alternattivi għas-servizz tal-klorin f'-temperatura għolja huma titanju (passivati fl-ilma tal-kloru) jew ECTFE (Halar), li għandu reżistenza aħjar għall-kloru minn PFA.
Ittestjar tal-Ebusija tal-wiċċ għall-Valutazzjoni tal-Kundizzjoni
Għal ħiters PFA fis-servizz tal-kloru, l-ittestjar annwali tal-ebusija tal-wiċċ ibassar il-ħajja li fadal. Uża durometru Shore D portabbli (ASTM D2240). Kejjel fi tliet postijiet (qiegħ, nofs, fuq) fuq is-sezzjoni mgħaddsa. Żieda fl-ebusija ta '5-10 unitajiet 'il fuq mill-valur oriġinali (66-68) tindika degradazzjoni moderata; heater x'aktarx fadal 2-3 snin. Żieda fl-ebusija ta '10-15-il unità tindika degradazzjoni severa; sostituzzjoni fi żmien 12-il xahar hija rakkomandata. Żieda fl-ebusija 'l fuq minn 15-il unità jew kwalunkwe qsim tal-wiċċ viżibbli teħtieġ sostituzzjoni immedjata. Il-korrelazzjoni bejn iż-żieda fl-ebusija u l-ħajja li fadal hija empirika iżda affidabbli għall-PFA bil-ħsara mill-kloru-.
Għal ħiters li diġà juru żieda fl-ebusija, naqqas it-temperatura operattiva jekk possibbli. Kull tnaqqis ta '5 gradi jnaqqas bin-nofs ir-rata ta' degradazzjoni (imġieba ta 'Arrhenius). Għal heater li jaħdem f'50 grad b'żieda ta 'ebusija ta' 10 unitajiet, waqgħa għal 40 grad jestendi l-ħajja li fadal minn 2 snin għal 4 snin.
Konklużjoni: Żieda fl-ebusija ta' 5–10 Unitajiet Wara 1,000 Siegħa f'40 grad /5ppm Cl₂
Wara 1,000 siegħa ta 'espożizzjoni għal gass tal-kloru maħlul (5 ppm) fl-ilma f'40 grad, l-ebusija tal-wiċċ tal-heater PFA tiżdied b'5-10 unitajiet Shore D (minn 66-68 għal 70-75). Il-wiċċ isir embrittled, bit-titwil waqt il-waqfa jinżel minn 300% għal 70-80%. Id-degradazzjoni hija limitata għas-saff ta 'barra ta' 50–150 µm u ma tikkawżax falliment immedjatament, iżda tnaqqas ir-reżistenza tal-heater għaċ-ċikli termali u l-istress mekkaniku. Għad-diżinfezzjoni tipika tal-pool u tal-ilma muniċipali (25-40 grad , 1-5 ppm), il-ħiters PFA għandhom ħajja aċċettabbli ta '5-10 snin. Għal applikazzjonijiet industrijali 'l fuq minn 50 grad, PFA mhux rakkomandat. L-ittestjar Annwali tal-ebusija Shore D jipprovdi metodu sempliċi, mhux-distruttiv biex tiġi vvalutata d-degradazzjoni u tbassar iż-żmien tas-sostituzzjoni. Żieda fl-ebusija li taqbeż il-15-il unità jew kwalunkwe qsim tal-wiċċ viżibbli teħtieġ sostituzzjoni immedjata tal-heater. Immonitorja l-ebusija, tikkontrolla t-temperatura, u ibdel qabel il-falliment. Il-kloru u t-temperatura għolja huma l-għedewwa tal-PFA; jimmaniġġjaw it-tnejn, u l-heater tiegħek se jdum.
