Το παζλ διαλείπουσας μόλυνσης
Μια φωτεινή γραμμή επινικελίωσης παράγει αποδεκτές εναποθέσεις για εβδομάδες και στη συνέχεια ξαφνικά εμφανίζει θολά, θολά ή με κουκούτσια μέρη. Η ανάλυση μπάνιου δείχνει αυξημένο σίδηρο και χρώμιο. Η μόλυνση εμφανίζεται χωρίς προειδοποίηση, επιμένει για μια ή δύο βάρδιες παραγωγής και μετά εξαφανίζεται μυστηριωδώς. Μέρες ή εβδομάδες αργότερα, επιστρέφει.
Οι συνήθεις πηγές μόλυνσης έχουν αποκλειστεί. Η προεπεξεργασία του τεμαχίου εργασίας είναι συνεπής. Οι σακούλες ανόδου είναι άθικτες. Η ποιότητα του νερού έκπλυσης είναι σταθερή. Δεν έχουν εισαχθεί χημικά συντήρησης. Η μόλυνση είναι διακοπτόμενη, γεγονός που αποκλείει συνεχείς πηγές όπως η διάλυση ανόδων ή η συνεχής έλξη-μέσα.
Ο υπόλοιπος ύποπτος είναι ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE. Μετά από χρόνια θερμικού κύκλου, οι σωλήνες φθοριοπολυμερούς ενδέχεται να έχουν αναπτύξει μικρο-κατάγματα. Αυτά τα κατάγματα ανοίγουν και κλείνουν με τις αλλαγές θερμοκρασίας. Όταν είναι ανοιχτά, επιτρέπουν στο συμπύκνωμα ατμού-που μεταφέρει το σίδερο και το χρώμιο που συλλέγεται από τις σωληνώσεις ανάντη- να εισχωρήσει στο λουτρό. Όταν αλλάζουν οι θερμικές συνθήκες, τα κατάγματα κλείνουν εν μέρει και η μόλυνση σταματά. Αυτό το κυκλικό μοτίβο ταιριάζει με τη διαλείπουσα φύση του προβλήματος.
Ο Μικρο-Μηχανισμός κατάγματος
Οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας PTFE δεν διαβρώνονται με τη χημική έννοια. Αλλά μετά από χρόνια θερμικού κύκλου μεταξύ περιβάλλοντος και 140 μοιρών ή υψηλότερη, το υλικό μπορεί να αναπτύξει μικρο-θραύσματα σε σημεία συγκέντρωσης τάσεων. Αυτά τα σημεία περιλαμβάνουν τη σύνδεση του σωλήνα-με-την κεφαλή, τις περιοχές όπου οι σφιγκτήρες στήριξης έχουν τρίψει και τις κάμψεις που παρουσιάζουν επαναλαμβανόμενη κάμψη.
Τα κατάγματα δεν είναι διαρροές με τη συμβατική έννοια. Μπορεί να είναι πολύ σφιχτά για να περάσουν υγρό νερό σε θερμοκρασία και πίεση περιβάλλοντος. Αλλά σε θερμοκρασία λειτουργίας, το PTFE διαστέλλεται. Το κάταγμα ανοίγει ελαφρά. Η πίεση ατμού στο εσωτερικό του σωλήνα, συνήθως 3-4 barg, οδηγεί μια μικρή ποσότητα συμπυκνώματος μέσω του σπασίματος στο λουτρό.
Το συμπύκνωμα δεν είναι καθαρό νερό. Έχει ταξιδέψει μέσω χαλύβδινων σωληνώσεων, μαζεύοντας προϊόντα διάβρωσης σιδήρου. Μπορεί να φέρει ίχνη χημικών ουσιών επεξεργασίας λέβητα. Εάν το σύστημα επιστροφής συμπυκνώματος περιλαμβάνει πολλούς χρήστες, μπορεί να μεταφέρει ρύπους από άλλες διεργασίες. Αυτό το μολυσμένο συμπύκνωμα, ακόμη και σε μικροσκοπικούς όγκους, προσθέτει ακαθαρσίες σε ένα λουτρό επιμετάλλωσης όπου ο σίδηρος είναι ανεκτός μόνο στα 25 ppm και το χρώμιο στα 5 ppm.
Πίνακας 1: Διαγνωστικό πρωτόκολλο για τον εντοπισμό διαλείπουσας μόλυνσης σε εναλλάκτη θερμότητας PTFE
| Βήμα | Μέθοδος δοκιμής | Τι να ψάξετε | Ερμηνεία |
|---|---|---|---|
| 1. Καθορίστε χρονοδιάγραμμα μόλυνσης | Ελέγξτε τα αρχεία ανάλυσης λουτρών και τα αρχεία καταγραφής παραγωγής | Συσχέτιση συμβάντων μόλυνσης με κύκλους θερμοκρασίας, τερματισμούς λειτουργίας, εκκινήσεις | Γεγονότα που συγκεντρώνονται μετά τις εκκινήσεις υποδηλώνουν ότι ο θερμικός κύκλος ανοίγει κατάγματα |
| 2. Εξαλείψτε τις εξωτερικές πηγές | Αναλύστε το νερό έκπλυσης, τις ανόδους και τις χημικές ουσίες ανεξάρτητα | Συνεπής καθαρότητα σε όλες τις εξωτερικές εισόδους | Η πηγή μόλυνσης είναι εσωτερική στο σύστημα του μπάνιου |
| 3. Δείγμα λουτρού κατά τη διάρκεια και μεταξύ των εκδηλώσεων | ICP-Ανάλυση MS δειγμάτων μπάνιου σε διαστήματα 4 ωρών κατά τη διάρκεια ενός κύκλου μόλυνσης | Οι συγκεντρώσεις των μετάλλων αυξάνονται και μειώνονται κατά τρόπο | Το μοτίβο ανόδου και πτώσης υποδηλώνει διακοπτόμενη πηγή, όχι συνεχή διάλυση |
| 4. Δοκιμή πίεσης του πηνίου PTFE σε θερμοκρασία λειτουργίας | Δοκιμή αποσύνθεσης θερμής πίεσης με πηνίο στους 140 βαθμούς | Πτώση πίεσης μεγαλύτερη από τη γραμμή βάσης της ψυχρής δοκιμής | Μικρο-κατάγματα ανοιχτά σε θερμοκρασία. Η κρύα δοκιμή μπορεί να τα χάσει |
| 5. Απομονώστε μεμονωμένα περάσματα σωλήνα | Δοκιμάστε κάθε πέρασμα ανεξάρτητα σε θερμοκρασία | Ένα πέρασμα δείχνει σημαντικά υψηλότερο ποσοστό διαρροής | Ο κατεστραμμένος σωλήνας είναι εντοπισμένος. μπορεί να συνδεθεί |
| 6. Εξετάστε τον ύποπτο σωλήνα μικροσκοπικά | Αποκοπή δείγματος από ύποπτη περιοχή. εξετάστε υπό μεγέθυνση | Επιφανειακές ρωγμές, ειδικά σε στροφές, σφιγκτήρες ή εξαρτήματα | Επιβεβαιώνει μικρο-μηχανισμό θραύσης |
Η δοκιμή αποσύνθεσης θερμής πίεσης
Η τυπική δοκιμή αποσύνθεσης ψυχρής πίεσης μπορεί να χάσει θερμικά-κύκλο-εξαρτώμενα μικρο-κατάγματα. Η οριστική δοκιμή πραγματοποιείται με το πηνίο PTFE σε θερμοκρασία λειτουργίας ή όσο πιο κοντά είναι εφικτό με ασφάλεια.
Το πηνίο θερμαίνεται στους 130-140 βαθμούς χρησιμοποιώντας ατμό χαμηλής-πίεσης ή ζεστό νερό. Στη συνέχεια απομονώνεται, αποστραγγίζεται γρήγορα και συμπιέζεται με άζωτο στην κανονική πίεση λειτουργίας. Η αποσύνθεση της πίεσης παρακολουθείται για 30 λεπτά. Ένα πηνίο που περνάει από δοκιμή ψυχρής πίεσης αλλά παρουσιάζει μετρήσιμη αποσύνθεση όταν είναι ζεστό επιβεβαιώνει ότι η θερμική διαστολή ανοίγει μικρο-ρωγμές.
Αυτή η δοκιμή απαιτεί προσεκτικές διαδικασίες ασφαλείας. Οι ζεστοί σωλήνες PTFE υπό πίεση αερίου περιέχουν αποθηκευμένη ενέργεια. Το προσωπικό πρέπει να προστατεύεται από πιθανή ρήξη. Η πίεση δοκιμής δεν πρέπει να υπερβαίνει την κανονική πίεση λειτουργίας-ο σκοπός είναι η ανίχνευση και όχι η δοκιμή απόδειξης.
Πρωτόκολλο δειγματοληψίας μπάνιου
Το πρότυπο μόλυνσης αποτυπώνεται με συστηματική δειγματοληψία κατά τη διάρκεια ενός ύποπτου συμβάντος. Όταν εμφανιστούν τα πρώτα οπτικά σημάδια θαμπής εναπόθεσης, θα πρέπει να λαμβάνονται δείγματα μπάνιου κάθε 4 ώρες και να αναλύονται για το πλήρες πλαίσιο μεταλλικών ακαθαρσιών με ICP-MS.
Ταυτόχρονα, δείγματα του συμπυκνώματος ατμού θα πρέπει να αναλύονται για τα ίδια μέταλλα. Εάν τα ρυπαντικά μέταλλα στο λουτρό ταιριάζουν με το προφίλ των μετάλλων στο συμπύκνωμα, ο εναλλάκτης θερμότητας είναι η πιθανή πηγή. Ο σίδηρος και το χρώμιο είναι τυπικά συμπυκνωμένα μέταλλα από τη διάβρωση των σωληνώσεων χάλυβα. Ο ψευδάργυρος μπορεί να υπάρχει από γαλβανισμένα εξαρτήματα ανάντη.
Μεταξύ των γεγονότων, τα βασικά δείγματα καθορίζουν τα κανονικά επίπεδα ακαθαρσιών του λουτρού. Η διαφορά μεταξύ των συγκεντρώσεων συμβάντος και της βασικής τιμής, πολλαπλασιαζόμενη με τον όγκο λουτρού, δίνει τη συνολική μάζα ρύπων που εισάγεται ανά συμβάν. Αυτή η μάζα, σε σύγκριση με τον ρυθμό διαρροής συμπυκνώματος που υπολογίζεται από τα δεδομένα αποσύνθεσης πίεσης, παρέχει μια επιβεβαίωση του ισοζυγίου μάζας.
Διορθωτική δράση
Μόλις επιβεβαιωθούν τα μικρο-κατάγματα, το κατεστραμμένο πέρασμα σωλήνα είναι βουλωμένο και στις δύο κεφαλίδες. Οι υπόλοιπες διόδους σωλήνων συνεχίζουν να λειτουργούν, με τη συνολική ικανότητα θέρμανσης να μειώνεται αναλογικά. Εάν η μείωση χωρητικότητας δεν είναι αποδεκτή, το κατεστραμμένο πάσο αντικαθίσταται κατά το επόμενο παράθυρο προγραμματισμένης συντήρησης.
Η πρόληψη για μελλοντικές εγκαταστάσεις περιλαμβάνει τον καθορισμό υψηλότερων βαθμών PTFE-flex-ζωής για εφαρμογές με συχνό θερμικό κύκλωμα, τη μείωση της απόστασης στήριξης για ελαχιστοποίηση της πίεσης κάμψης και την ενσωμάτωση γενναιόδωρων ακτίνων κάμψης στη δρομολόγηση σωλήνων.
Περίληψη
Η διαλείπουσα μόλυνση από λαμπερό νικέλιο μπορεί να εντοπιστεί σε μικρο-κατάγματα σε παλιούς εναλλάκτες θερμότητας PTFE μέσω συστηματικού διαγνωστικού πρωτοκόλλου. Το μοτίβο μόλυνσης-διακοπτόμενη, συσχετισμένη με θερμικούς κύκλους-κατευθύνει σε μια πηγή που ανοίγει και κλείνει. Η δοκιμή αποσύνθεσης θερμής πίεσης ανιχνεύει κατάγματα που χάνονται από την ψυχρή δοκιμή.
Η δειγματοληψία λουτρών κατά τη διάρκεια συμβάντων σε συνδυασμό με την ανάλυση συμπυκνώματος παρέχει αντιστοίχιση χημικών δακτυλικών αποτυπωμάτων. Οι επιβεβαιωμένοι σωλήνες που έχουν υποστεί ζημιά έχουν βουλώσει ή αντικαθίστανται. Η πρόληψη περιλαμβάνει επιλογή υλικού και πρακτικές σχεδιασμού που ελαχιστοποιούν τη συγκέντρωση θερμικής καταπόνησης.
Η τεχνική υποστήριξη για τον εντοπισμό της πηγής μόλυνσης στα λουτρά επιμετάλλωσης είναι διαθέσιμη με την υποβολή του ιστορικού ανάλυσης λουτρών, της ηλικίας και των συνθηκών λειτουργίας του εναλλάκτη θερμότητας PTFE, των δεδομένων ποιότητας του συμπυκνώματος ατμού και των παρατηρούμενων μοτίβων μόλυνσης.
