Μια γραμμή επιμετάλλωσης κάννης τράβηξε έναν θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE μετά από εννέα μήνες λειτουργίας. Το θερμαινόμενο τμήμα ήταν σε καλή κατάσταση. Η αστοχία προήλθε από την ψυχρή ζώνη-το μη θερμαινόμενο τμήμα μεταξύ της φλάντζας και της κορυφής της θερμαινόμενης περιοχής. Το PTFE στην ψυχρή ζώνη έδειξε μια σειρά από λεπτές ρωγμές και η αντίσταση μόνωσης είχε πέσει στα 15 MΩ. Η κάννη είχε έρθει σε επαφή με την ψυχρή ζώνη κατά τη φόρτωση και εκφόρτωση και η μηχανική βλάβη είχε παραβιάσει την επίστρωση.
Η ψυχρή ζώνη είναι το μη θερμαινόμενο μήκος του θερμαντήρα που συνδέει το θερμαινόμενο τμήμα με τη φλάντζα. Δεν έχει σχεδιαστεί για να παράγει θερμότητα και δεν ψύχεται από το ρευστό διεργασίας με τον ίδιο τρόπο όπως το θερμαινόμενο τμήμα. Στην επιμετάλλωση κάννης, η ψυχρή ζώνη είναι συχνά το πιο ευάλωτο μέρος του θερμαντήρα.
Γιατί η ψυχρή ζώνη είναι ευάλωτη στην επιμετάλλωση βαρελιών
Η κάννη είναι ένας περιστρεφόμενος κύλινδρος που κινείται μέσα από τη δεξαμενή. Κατά τη φόρτωση και εκφόρτωση, η κάννη ανυψώνεται ή γέρνει και η διαδρομή της μπορεί να την φέρει σε επαφή με την ψυχρή ζώνη του θερμαντήρα. Η ψυχρή ζώνη είναι συχνά στην κορυφή του θερμαντήρα, κοντά στη γραμμή υγρού, όπου το βαρέλι έχει το μεγαλύτερο διάκενο.
Η ψυχρή ζώνη είναι επίσης πιο λεπτή από το θερμαινόμενο τμήμα σε ορισμένα σχέδια θέρμανσης. Το PTFE μπορεί να είναι πιο λεπτό και η μεταλλική θήκη μπορεί να είναι λιγότερο στιβαρή. Η ψυχρή ζώνη δεν έχει σχεδιαστεί για να αντέχει τη μηχανική επαφή επειδή δεν αναμένεται να βρίσκεται στην περιοχή υψηλής-φθοράς.
Πώς η επαφή με το βαρέλι βλάπτει την ψυχρή ζώνη
Η κάννη είναι βαριά-συνήθως 20–50 κιλά όταν είναι φορτωμένη. Όταν έρχεται σε επαφή με την ψυχρή ζώνη, επιβάλλει μηχανικό φορτίο. Το PTFE μπορεί να ραγίσει και το μεταλλικό περίβλημα μπορεί να βαθουλώσει. Οι ρωγμές επιτρέπουν στο υγρό διεργασίας να φτάσει στο μέταλλο και αρχίζει η διάβρωση.
Η βλάβη είναι συχνά προοδευτική. Η πρώτη επαφή μπορεί να προκαλέσει μόνο ένα σημάδι στην επιφάνεια. Οι επαναλαμβανόμενες επαφές μεγεθύνουν τη ζημιά και το PTFE τελικά σπάει.
| Βάρος βαρελιού | Δύναμη Επαφής | Ζημιά από PTFE | Ώρα για παραβίαση PTFE | Κίνδυνος αποτυχίας |
|---|---|---|---|---|
| <20 kg | Χαμηλός | Επιφανειακά σημάδια | >18 μηνών | Χαμηλός |
| 20–35 κιλά | Μέτριος | Ρωγμές | 8-18 μηνών | Μέτριος |
| 35–50 κιλά | Ψηλά | Βαθιές ρωγμές | 4-8 μήνες | Ψηλά |
| >50 κιλά | Πολύ ψηλά | Παραβίαση PTFE | 1–4 μήνες | Πολύ ψηλά |
Βάρος κάννης και η επίδρασή του στη ζημιά της ψυχρής ζώνης
Γιατί η ψυχρή ζώνη αποτυγχάνει πριν από το θερμαινόμενο τμήμα
Το θερμαινόμενο τμήμα ψύχεται από το ρευστό διεργασίας. Το υγρό αφαιρεί τη θερμότητα και διατηρεί το PTFE σε μέτρια θερμοκρασία. Η ψυχρή ζώνη δεν ψύχεται με τον ίδιο τρόπο. Μπορεί να βρίσκεται πάνω από τη γραμμή υγρού ή σε περιοχή χαμηλής- ροής. Το PTFE στην ψυχρή ζώνη λειτουργεί πιο ζεστό από το θερμαινόμενο τμήμα σε ορισμένες συνθήκες λειτουργίας.
Το θερμότερο PTFE είναι πιο μαλακό και πιο επιρρεπές σε μηχανικές βλάβες. Όταν η κάννη έρχεται σε επαφή με την ψυχρή ζώνη, το PTFE παραμορφώνεται πιο εύκολα και ραγίζει πιο εύκολα από ό,τι στο πιο ψυχρό θερμαινόμενο τμήμα.
Πρόληψη αστοχίας ψυχρής ζώνης στην επιμετάλλωση βαρελιών
Η πιο αποτελεσματική πρόληψη είναι η προστασία της ψυχρής ζώνης από την επαφή με την κάννη. Ένας προφυλακτήρας ή ασπίδα μπορεί να εγκατασταθεί πάνω από την ψυχρή ζώνη για να απορροφήσει την κρούση. Η ασπίδα μπορεί να είναι κατασκευασμένη από PTFE, PVDF ή παρόμοιο χημικά ανθεκτικό υλικό.
Η αύξηση της απόστασης μεταξύ της διαδρομής της κάννης και της ψυχρής ζώνης μειώνει τον κίνδυνο επαφής. Ο θερμαντήρας πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε η κάννη να μην μπορεί να φτάσει στην ψυχρή ζώνη κατά τη διάρκεια της κανονικής φόρτωσης και εκφόρτωσης.
Μια παχύτερη επίστρωση PTFE στην ψυχρή ζώνη παρέχει μεγαλύτερη αντοχή σε μηχανικές βλάβες. Το πάχος της επίστρωσης στην ψυχρή ζώνη πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο παχύ όσο το θερμαινόμενο τμήμα και κατά προτίμηση παχύτερο.
| Μέτρο Πρόληψης | Επίδραση στη βλάβη της ψυχρής ζώνης | Εκτέλεση | Κόστος |
|---|---|---|---|
| Φρουρά ή ασπίδα | Απορροφά την κρούση | Σχεδιασμός θερμαντήρα | Μέτριος |
| Αυξημένη απόσταση | Αποφεύγει την επαφή | Διάταξη δεξαμενής | Χαμηλός |
| Παχύτερη επίστρωση ψυχρής ζώνης | Περισσότερη αντοχή στη φθορά | Διαδικασία επίστρωσης | Μέτριος |
| Οδηγός διαδρομής βαρελιού | Ελέγχει την κίνηση της κάννης | Εγκατάσταση εξοπλισμού | Μέτριος |
Μέτρα πρόληψης για αστοχία ψυχρής ζώνης στην επιμετάλλωση κάννης
Όταν η αστοχία ψυχρής ζώνης υποδεικνύει πρόβλημα σχεδιασμού
Ένας θερμαντήρας που αποτυγχάνει στην ψυχρή ζώνη παρά τον προφυλακτήρα και το κατάλληλο διάκενο υποδηλώνει ότι ο σχεδιασμός του θερμαντήρα ή η διάταξη του δοχείου δεν είναι κατάλληλος για επιμετάλλωση κάννης. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με ενισχυμένη ψυχρή ζώνη, προστατευτικό προστατευτικό και παχύτερη επίστρωση αντιμετωπίζει τη βασική αιτία της αστοχίας ψυχρής ζώνης. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τις διαστάσεις της κάννης, τη διαδρομή της κάννης, τη διάταξη της δεξαμενής και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με γραμμές επιμετάλλωσης κάννης, αυτή η συγκεκριμένη προσέγγιση-εφαρμογής μειώνει τη βλάβη της ψυχρής ζώνης και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.
