Τα ανεξήγητα σωματίδια μετράνε
Ένα λουτρό υγρής επεξεργασίας ημιαγωγών εξοπλισμένο με εναλλάκτη θερμότητας PTFE παρουσιάζει διαλείπουσες εξορμήσεις μέτρησης σωματιδίων. Για μέρες, οι μετρήσεις σωματιδίων παραμένουν κάτω από την προδιαγραφή των 10 σωματιδίων/mL για το εύρος μεγέθους 0,1 μm. Στη συνέχεια, χωρίς καμία αλλαγή στη χημεία της διεργασίας ή στην απόδοση του πλακιδίου, ο αριθμός των σωματιδίων αυξάνεται στα 50-100 σωματίδια/mL για αρκετές ώρες και μετά επιστρέφει στην αρχική τιμή.
Το μοτίβο επαναλαμβάνεται κάθε λίγες εβδομάδες. Η χημική ανάλυση των σωματιδίων τα προσδιορίζει ως οργανικό φθοροπολυμερές-PTFE. Η πηγή βρίσκεται μέσα στο λουτρό. Ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE είναι το μόνο βυθισμένο συστατικό φθοροπολυμερούς. Αλλά οι ίδιοι οι σωλήνες δεν παρουσιάζουν ορατή υποβάθμιση, καμία αραίωση και καμία επιφανειακή ρωγμή. Η πηγή σωματιδίων δεν είναι οι σωλήνες. Είναι ένα στοιχείο υποστήριξης.
Ο Μηχανισμός Υποβάθμισης Στοιχείων Υποστήριξης
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE ενσωματώνουν πλάκες στήριξης, αποστάτες, ράβδους σύνδεσης και εξαρτήματα πλαισίου-όλα συνήθως κατασκευασμένα από PTFE ή PVDF υψηλής-καθαρότητας. Αυτά τα εξαρτήματα αντιμετωπίζουν διαφορετικές συνθήκες φόρτωσης από τους σωλήνες. Υπόκεινται σε μηχανική φθορά στα σημεία επαφής, κούραση από κάμψη από δόνηση που προκαλείται-από τη ροή και σε ορισμένα σχέδια, σπείρωμα του συνδετήρα με σπείρωμα.
Μια πλάκα στήριξης PTFE μέσα από την οποία περνούν οι σωλήνες παρουσιάζει μικρο-κίνηση σε κάθε σημείο επαφής σωλήνα. Σε δεκάδες χιλιάδες κύκλους ανάδευσης, η σχετική κίνηση μεταξύ του σωλήνα και της πλάκας στήριξης δημιουργεί μικροσκοπικά σωματίδια φθοράς PTFE. Αυτά τα σωματίδια, τυπικά μεγέθους 0,1-10 μm, απελευθερώνονται στο λουτρό.
Η απελευθέρωση είναι διακοπτόμενη επειδή τα σωματίδια φθοράς συσσωρεύονται σε ρωγμές στα σημεία επαφής έως ότου μια διαταραχή ροής-αυξημένη ανάδευση, ένα κύμα εκκίνησης της αντλίας ή μια αλλαγή στάθμης της δεξαμενής-απομακρύνει τα συσσωρευμένα σωματίδια ως παρτίδα. Η απελευθέρωση παρτίδας παράγει την ακίδα του αριθμού σωματιδίων. Μετά την ακίδα, ο αριθμός των σωματιδίων επιστρέφει στη βασική γραμμή ενώ συσσωρεύονται νέα σωματίδια φθοράς.
Πίνακας 1: Πηγές σωματιδίων φθοράς εξαρτημάτων εναλλάκτη θερμότητας PTFE
| Συστατικό | Μηχανισμός φθοράς | Μοτίβο απελευθέρωσης σωματιδίων | Οπτικές αποδείξεις | Προληπτικό Μέτρο |
|---|---|---|---|---|
| Σωλήνας-για-υποστήριξη διεπαφής πλάκας | Θλίψη από κραδασμούς | Διακοπτόμενη απελευθέρωση παρτίδας | Γυαλισμένα σημάδια φθοράς στο σωλήνα. λευκή σκόνη στην οπή στήριξης | Ελαστομερές ένθετο ή αυξημένη κάθαρση |
| Συνδέσεις ράβδου με σπείρωμα | Τραγούδι στην επαφή με το νήμα | Διαλείπουσα με θερμικούς κύκλους | Λευκή σκόνη σε κλωστές | Λιπαντικό με νήματα PTFE. μειωμένη προφόρτιση |
| Γωνιακές αρθρώσεις πλαισίου | Καμπτική κόπωση | Διαλείπουσα με αλλαγές ροής | Λεύκανση στρες στην άρθρωση | Ακτινωμένες γωνίες. μειωμένος περιορισμός |
| Εξαρτήματα συμπίεσης σωλήνα-σε-κεφαλίδα | Μικρο-κίνηση στο δακτύλιο | Συνεχές χαμηλό-επίπεδο | Κανένα ορατό χωρίς αποσυναρμολόγηση | Επανα-ροπή; Πλυντήριο Belleville |
| Άκρες πλάκας διαφράγματος | Δόνηση που προκαλείται από-ροή σε σωλήνες | Διαλείπουσα με ταραχή | Γυαλισμένη γραμμή επαφής | Ακτίνα άκρου; αυξημένη κάθαρση |
Η Μεθοδολογία Ανίχνευσης Σωματιδίων
Η ανίχνευση της διαλείπουσας αποβολής σωματιδίων σε ένα συγκεκριμένο συστατικό απαιτεί συστηματική απομόνωση και δειγματοληψία.
Βήμα πρώτο: Χαρακτηρίστε τα σωματίδια. Συλλέξτε σωματίδια σε μια μεμβράνη φίλτρου κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος ακίδας. Αναλύστε με φασματοσκοπία FTIR ή Raman για να επιβεβαιώσετε τη σύνθεση PTFE. Εξετάστε με SEM για να προσδιορίσετε τη μορφολογία των σωματιδίων-τα σωματίδια φθοράς είναι ακανόνιστα, συχνά επιμήκη, με σχισμένα άκρα. Τα σωματίδια θερμικής αποδόμησης είναι πιο σφαιρικά. Η μορφολογία επιβεβαιώνει τον μηχανισμό φθοράς.
Βήμα δεύτερο: Προσδιορίστε τη σκανδάλη ακίδας. Συσχετίστε τις αιχμές του αριθμού σωματιδίων με τα γεγονότα της διαδικασίας: εκκινήσεις αντλίας, αλλαγές ανάδευσης, κύκλοι θερμοκρασίας, αλλαγές στάθμης δεξαμενής. Μια συνεπής συσχέτιση προσδιορίζει το μηχανικό συμβάν που απομακρύνει τα σωματίδια και δείχνει προς το εξάρτημα που αντιμετωπίζει αυτό το συγκεκριμένο φορτίο.
Βήμα τρίτο: Επιθεωρήστε όλα τα εξαρτήματα PTFE κατά την προγραμματισμένη συντήρηση. Εξετάστε τις οπές της πλάκας στήριξης για γυαλισμένες επιφάνειες φθοράς. Ελέγξτε τα σπειρώματα της ράβδου σύνδεσης για συσσώρευση λευκής σκόνης. Εξετάστε τις αρθρώσεις του πλαισίου για λεύκανση λόγω πίεσης. Φωτογραφίστε και τεκμηριώστε όλα τα ευρήματα.
Βήμα τέταρτο: Απομονώστε ύποπτα εξαρτήματα με αντικατάσταση ή τροποποίηση. Αντικαταστήστε μια ύποπτη πλάκα στήριξης με μια νέα. Εάν σταματήσουν οι αιχμές των σωματιδίων, το συστατικό επιβεβαιώνεται ως πηγή.
Τροποποιήσεις προληπτικού σχεδιασμού
Οι οπές πλάκας στήριξης μπορούν να τοποθετηθούν με λεπτά PTFE ή υψηλής καθαρότητας ελαστομερή ένθετα χιτώνια που απορροφούν μικρο-κίνηση χωρίς να δημιουργούν σωματίδια φθοράς. Το ένθετο υλικό πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις καθαρότητας του λουτρού.
Οι συνδέσεις με σπείρωμα στο πλαίσιο στήριξης μπορούν να εξαλειφθούν προς όφελος των συγκολλημένων ή συμπλεκόμενων αρμών PTFE. Όπου τα νήματα είναι αναπόφευκτα, ένα συμβατό λιπαντικό σπειρώματος PTFE- μειώνει το άγχος.
Η ακαμψία του πλαισίου στήριξης του εναλλάκτη μπορεί να αυξηθεί για να μειωθεί το πλάτος των κραδασμών ή μπορούν να προστεθούν στοιχεία απόσβεσης στα σημεία επαφής. Η μείωση του μη υποστηριζόμενου ανοίγματος των σωλήνων μειώνει την κίνηση που προκαλεί το άγχος στις πλάκες στήριξης.
Περίληψη
Η διακοπτόμενη απόρριψη σωματιδίων σε λουτρά ημιαγωγών μπορεί να εντοπιστεί σε υποβαθμισμένα εξαρτήματα στήριξης του εναλλάκτη θερμότητας PTFE μέσω χαρακτηρισμού σωματιδίων, συσχέτισης συμβάντων και συστηματικής επιθεώρησης. Τα σωματίδια φθοράς από τις διασυνδέσεις του σωλήνα-για την-υποστήριξη παράγουν χαρακτηριστικά μοτίβα διαλείπουσας απελευθέρωσης παρτίδων.
Τα προληπτικά μέτρα περιλαμβάνουν ελαστομερή ένθετα στα σημεία επαφής, εξάλειψη των συνδέσεων με σπείρωμα και αυξημένη δομική ακαμψία. Η μεθοδολογία έρευνας διακρίνει τη φθορά των εξαρτημάτων υποστήριξης από την υποβάθμιση του σωλήνα, κατευθύνοντας τις προσπάθειες επισκευής στη σωστή θέση.
Διατίθεται μηχανική υποστήριξη για τον εντοπισμό πηγών σωματιδίων σε εγκαταστάσεις εναλλάκτη θερμότητας-PTFE υψηλής καθαρότητας με την υποβολή δεδομένων τάσης μέτρησης σωματιδίων, αποτελεσμάτων ανάλυσης σωματιδίων, καταγραφής συμβάντων διεργασίας και προδιαγραφών εξαρτημάτων εναλλάκτη.
