Ένα κατάστημα επιμετάλλωσης τράβηξε έναν θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE από μια δεξαμενή επιμετάλλωσης ψευδαργύρου μετά από εννέα μήνες υπηρεσίας. Ο θερμαντήρας έδειξε μια οριζόντια ρωγμή κατά μήκος της γραμμής υγρού-του ορίου μεταξύ του βυθισμένου και του εκτεθειμένου τμήματος. Η ρωγμή είχε διαπεράσει το PTFE και αποκάλυψε το μεταλλικό περίβλημα. Η δεξαμενή ήταν εξοπλισμένη με έναν πλωτηροδιακόπτη που έλεγχε τη στάθμη του υγρού, αλλά ο διακόπτης είχε μια νεκρή ζώνη περίπου 40 mm και η στάθμη κυλούσε πάνω και κάτω στο πάνω μέρος του θερμαντήρα.
Οι πλωτηροδιακόπτες είναι κοινές συσκευές ελέγχου στάθμης σε δεξαμενές επιμετάλλωσης και χημικής επεξεργασίας. Είναι απλά, αξιόπιστα και φθηνά. Αλλά έχουν μια νεκρή ζώνη-ένα εύρος μεταξύ των επιπέδων-ενεργοποίησης και απενεργοποίησης-απενεργοποίησης-που επιτρέπει στη στάθμη του υγρού να κυμαίνεται. Εάν ο θερμαντήρας είναι τοποθετημένος έτσι ώστε η γραμμή υγρού να πέφτει εντός της νεκρής ζώνης, ο θερμαντήρας κινείται μεταξύ βυθισμένης και εκτεθειμένης κατάστασης και το PTFE ραγίζει κατά μήκος της γραμμής υγρού.
Γιατί η Liquid Line είναι μια ζώνη συγκέντρωσης στρες
Η γραμμή υγρού είναι το όριο μεταξύ του βυθισμένου και του εκτεθειμένου τμήματος του θερμαντήρα. Το βυθισμένο τμήμα ψύχεται από το ρευστό διεργασίας. Το εκτεθειμένο τμήμα ψύχεται με αέρα, ο οποίος είναι πολύ λιγότερο αποδοτικός. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο μερίδων μπορεί να είναι 50-100 βαθμούς.
Το βυθισμένο τμήμα διαστέλλεται λιγότερο από το εκτεθειμένο τμήμα. Η διαφορική διαστολή δημιουργεί διατμητική τάση στη γραμμή υγρού. Η τάση συγκεντρώνεται στην επιφάνεια PTFE, όπου το πολυμερές συνδέεται με το μεταλλικό περίβλημα. Η επαναλαμβανόμενη ποδηλασία προκαλεί σκάσιμο κόπωσης.
| Κύκλος Επιπέδου Υγρού | Διαφορά θερμοκρασίας σε Liquid Line | Εύρος στρες | Ώρα για Κρακ |
|---|---|---|---|
| <10 mm | 40-60 μοίρες | Χαμηλός | >36 μηνών |
| 10–25 mm | 50-80 μοίρες | Μέτριος | 18-30 μηνών |
| 25–40 mm | 60-100 μοίρες | Ψηλά | 8-16 μηνών |
| 40–60 mm | 80–120 μοίρες | Πολύ ψηλά | 4–10 μήνες |
| >60 χλστ | >120 μοίρες | Αυστηρός | 2-6 μήνες |
Κύκλος στάθμης υγρού και η επίδρασή του στη ρηγμάτωση PTFE στη γραμμή υγρού
Γιατί οι διακόπτες Float δημιουργούν Liquid Line Cycling
Ένας πλωτηροδιακόπτης λειτουργεί ανοίγοντας ή κλείνοντας ένα κύκλωμα όταν η στάθμη του υγρού φτάσει σε ένα καθορισμένο σημείο. Ο διακόπτης έχει μια νεκρή ζώνη-η στάθμη πρέπει να πέσει ένα ορισμένο ποσό πριν ο διακόπτης κλείσει τη βαλβίδα πλήρωσης. Η νεκρή ζώνη είναι συνήθως 20–50 mm, ανάλογα με τη σχεδίαση του διακόπτη.
Εάν ο θερμαντήρας είναι τοποθετημένος έτσι ώστε η γραμμή υγρού να πέφτει εντός της νεκρής ζώνης, ο θερμαντήρας κυκλώνει μεταξύ βυθισμένης και εκτεθειμένης κατάστασης με κάθε κύκλο πλήρωσης. Ο αριθμός των κύκλων εξαρτάται από τον ρυθμό εξάτμισης και έλξης-. Σε μια δεξαμενή με υψηλή εξάτμιση, η στάθμη μπορεί να κυλήσει πολλές φορές την ημέρα.
Γιατί σχηματίζεται η ρωγμή στη γραμμή υγρών
Η ρωγμή σχηματίζεται στη γραμμή του υγρού γιατί εκεί είναι η μεγαλύτερη τάση. Το PTFE στη γραμμή υγρού υπόκειται στην πλήρη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του υγρού και του στεγνού τμήματος. Η διατμητική τάση συγκεντρώνεται στη διεπιφάνεια μετάλλου PTFE-.
Η ρωγμή διαδίδεται οριζόντια κατά μήκος της γραμμής του υγρού. Μπορεί να παραμείνει επιφανειακή ρωγμή για μήνες ή μπορεί να διεισδύσει στο PTFE και να εκθέσει το μέταλλο. Μόλις το μέταλλο εκτεθεί, αρχίζει η διάβρωση και ο θερμαντήρας αποτυγχάνει.
Πρόληψη ρωγμών της γραμμής υγρών
Η πιο αποτελεσματική πρόληψη είναι η τοποθέτηση του θερμαντήρα έτσι ώστε η γραμμή υγρού να βρίσκεται πολύ κάτω από τη νεκρή ζώνη του πλωτηροδιακόπτη. Η κορυφή του θερμαινόμενου τμήματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 75 mm κάτω από την ελάχιστη στάθμη υγρού. Αυτό διασφαλίζει ότι ο θερμαντήρας παραμένει πλήρως βυθισμένος ακόμα και όταν η στάθμη βρίσκεται στο χαμηλό σημείο της νεκρής ζώνης.
Μια ασφάλιση χαμηλού{0}}επιπέδου παρέχει πρόσθετη προστασία. Η κλειδαριά διακόπτει την τροφοδοσία του θερμαντήρα εάν η στάθμη πέσει κάτω από το όριο ασφαλείας. Η κλειδαριά θα πρέπει να είναι ανεξάρτητη από τον πλωτηροδιακόπτη και θα πρέπει να απαιτεί χειροκίνητη επαναφορά.
Ένας θερμαντήρας με μικρότερο θερμαινόμενο τμήμα που παραμένει πολύ κάτω από την κανονική γραμμή υγρού παρέχει ένα περιθώριο έναντι της διακύμανσης της στάθμης. Εάν η δεξαμενή είναι αρκετά βαθιά, η τοποθέτηση του θερμαινόμενου τμήματος στο κάτω μισό της δεξαμενής το διατηρεί βυθισμένο ακόμα και κατά τη διάρκεια σημαντικών πτώσεων στάθμης.
| Μέτρο Πρόληψης | Επίδραση στο Liquid Line Cracking | Εκτέλεση |
|---|---|---|
| Κάτω θέση θερμαντήρα | Αποφεύγει τη νεκρή ζώνη | Τοποθέτηση θερμαντήρα |
| Κλείδωμα χαμηλού-επιπέδου | Κόβει την ισχύ σε χαμηλό επίπεδο | Αισθητήρας στάθμης και ρελέ |
| Κοντύτερο θερμαινόμενο τμήμα | Διατηρεί τη θερμάστρα βυθισμένη | Σχεδιασμός θερμαντήρα |
| Μειωμένη νεκρή ζώνη | Λιγότερο επίπεδο ποδηλασίας | Αναβάθμιση πλωτηροδιακόπτη |
Μέτρα πρόληψης για ρωγμές γραμμής υγρού σε δεξαμενές με πλωτηροδιακόπτες
Όταν η ρηγμάτωση της γραμμής υγρού υποδηλώνει πρόβλημα σχεδιασμού
Ένας θερμαντήρας που ραγίζει στη γραμμή υγρού παρά τη χαμηλή θέση τοποθέτησης και την ασφάλιση χαμηλού{0}}επιπέδου υποδηλώνει ότι η νεκρή ζώνη του πλωτηροδιακόπτη είναι πολύ μεγάλη για την εφαρμογή. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με μικρότερο θερμαινόμενο τμήμα, χαμηλότερη θέση τοποθέτησης και κλειδαριά χαμηλού-επιπέδου αντιμετωπίζει τη βασική αιτία της ρωγμής της γραμμής υγρού. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τις διαστάσεις της δεξαμενής, τη νεκρή ζώνη του πλωτηροδιακόπτη, την κανονική και ελάχιστη στάθμη υγρού και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με έλεγχο στάθμης πλωτηροδιακόπτη, αυτή η ειδική προσέγγιση-εφαρμογής μειώνει τη ρηγμάτωση της γραμμής υγρού και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.
