The Black Speck Mystery
Ένας τεχνικός συντήρησης που συλλέγει ένα συνηθισμένο δείγμα συμπυκνώματος από έναν εναλλάκτη θερμότητας PTFE παρατηρεί λεπτά μαύρα σωματίδια που αιωρούνται στο κατά τα άλλα διαυγές υγρό. Τα σωματίδια είναι μικροσκοπικά-τα περισσότερα κάτω από 0,1 mm-και καθιζάνουν αργά. Αφήνουν μια σκοτεινή μουντζούρα όταν τρίβονται ανάμεσα στα δάχτυλα. Η άμεση ανησυχία: είναι το PTFE εξευτελιστικό; Αστοχεί ο εναλλάκτης θερμότητας;
Η απάντηση είναι συνήθως όχι. Το PTFE δεν παράγει μαύρα σωματίδια όταν αποικοδομείται. Η θερμική αποσύνθεση του PTFE σε θερμοκρασίες πάνω από 260 μοίρες παράγει λευκά ή άχρωμα αέρια προϊόντα, όχι μαύρα στερεά. Τα μαύρα σωματίδια προέρχονται από αλλού στο σύστημα ατμού. Ωστόσο, η παρουσία τους στο συμπύκνωμα από αυτόν τον συγκεκριμένο εναλλάκτη απαιτεί έρευνα για τον εντοπισμό της πηγής και την πρόληψη των σωματιδίων από το να επηρεάσουν τον εξοπλισμό κατάντη ή, εάν ο εναλλάκτης χρησιμοποιείται σε μια διαδικασία κλειστού-βρόχου, να μολύνει το προϊόν.
Μια συστηματική διαγνωστική προσέγγιση εντοπίζει τα σωματίδια στην προέλευσή τους και καθορίζει εάν υποδεικνύουν ένα πρόβλημα που απαιτεί διορθωτική δράση.
Η Διαφορική Διάγνωση
Τα μαύρα σωματίδια στο συμπύκνωμα ατμού έχουν τέσσερις πιθανές προελεύσεις σε ένα σύστημα με εναλλάκτη θερμότητας PTFE. Κάθε ένα παράγει σωματίδια με ξεχωριστά χαρακτηριστικά που καθοδηγούν τη διάγνωση.
Προϊόντα διάβρωσης σωληνώσεων ατμού: Το οξείδιο του σιδήρου (μαγνητίτης, Fe3O4) από την εσωτερική διάβρωση των σωληνώσεων ατμού από χάλυβα είναι η πιο κοινή πηγή. Ο μαγνητίτης σχηματίζεται ως μαύρη, μαγνητική σκόνη που είναι πυκνή και καθιζάνει γρήγορα. Ελκύεται από έναν μαγνήτη-μια απλή δοκιμή πεδίου που το διακρίνει από άλλα μαύρα σωματίδια.
Μεταφορά λέβητα: Το νερό του λέβητα περιέχει διαλυμένα και αιωρούμενα στερεά. Κατά τη διάρκεια των συμβάντων μεταφοράς, τα σταγονίδια νερού του λέβητα που παρασύρονται στον ατμό μεταφέρουν αυτά τα στερεά στο σύστημα ατμού. Τα στερεά περιλαμβάνουν χημικές ουσίες επεξεργασίας λέβητα, ιζήματα σκληρότητας και προϊόντα διάβρωσης. Εμφανίζονται ως λεπτή, συχνά καφέ-μαύρη σκόνη.
Αποικοδόμηση ελαστομερών: Οι φλάντζες, οι δακτύλιοι Ο-και οι έδρες βαλβίδων στο σύστημα ατμού είναι κατασκευασμένοι από EPDM, PTFE ή άλλα ελαστομερή. Η θερμική και χημική αποικοδόμηση αυτών των υλικών παράγει μαύρα, ελαστικά σωματίδια που είναι συμπιέσιμα και μερικές φορές κολλώδη. Δεν καθιζάνουν τόσο γρήγορα όσο ο μαγνητίτης και δεν είναι-μαγνητικά.
Εξωτερική μόλυνση που εισάγεται κατά τη συντήρηση: Ακαθαρσίες, υπολείμματα λαδιού κοπής ή μεταλλικά ρινίσματα που εισάγονται κατά τις τροποποιήσεις ή τις επισκευές σωληνώσεων εμφανίζονται στο συμπύκνωμα μετά την εκτέλεση της εργασίας. Ο χρόνος εμφάνισης των σωματιδίων σε σχέση με τις δραστηριότητες συντήρησης είναι διαγνωστικός.
| Χαρακτηριστικό Σωματιδίων | Διάβρωση σωληνώσεων ατμού | Μεταφορά λέβητα | Αποικοδόμηση ελαστομερών | Υποβάθμιση PTFE (Σπάνια) |
|---|---|---|---|---|
| Χρώμα | Μαύρο (μαγνητίτης) | Καφετί-μαύρο | Μαύρος | Λευκό ή άχρωμο (όχι μαύρο) |
| Μαγνητική απόκριση | Έντονα μαγνητικό | Ασθενώς μαγνητικό | Μη-μαγνητικό | Μη-μαγνητικό |
| Υφή | Σκληρό, σκληρό | Ψιλό, πουδρένιο | Λαστιχένιο, συμπιέσιμο | N/A |
| Ποσοστό διακανονισμού | Γρήγορο (πυκνό) | Μέτριος | Αργή (χαμηλή πυκνότητα) | N/A |
| Σχήμα σωματιδίων στο μικροσκόπιο | Γωνιακό, κρυστάλλινο | Ακανόνιστο, συσσωματωμένο | Στρογγυλεμένο, μερικές φορές ινώδες | N/A |
| Χρονική συσχέτιση | Συνεχής; αυξάνεται με την ηλικία των σωληνώσεων | Διαλείπων; συσχετίζεται με τις διακυμάνσεις της στάθμης του λέβητα | Προοδευτικός; αυξάνεται με την ηλικία της φλάντζας | N/A |
Η επαλήθευση του PTFE δεν είναι η πηγή
Η οριστική δοκιμή για τον αποκλεισμό του εναλλάκτη θερμότητας PTFE ως πηγής σωματιδίων είναι μια σύγκριση πριν-και-μετά. Εγκαταστήστε ένα φίλτρο ή ένα φίλτρο ανάντη του εναλλάκτη και ένα άλλο κατάντη. Εάν υπάρχουν σωματίδια κατάντη αλλά όχι ανάντη, ο εναλλάκτης τα παράγει. Εάν υπάρχουν σωματίδια και στις δύο θέσεις, η πηγή είναι ανάντη.
Ειδικά για το PTFE, η χημική ανάλυση των σωματιδίων με φασματοσκοπία FTIR μπορεί να προσδιορίσει εάν περιέχουν φθοροπολυμερές. Το PTFE έχει ένα χαρακτηριστικό φάσμα απορρόφησης που είναι αναμφισβήτητο. Εάν το φάσμα FTIR των σωματιδίων δεν ταιριάζει με το PTFE, ο εναλλάκτης απαλλάσσεται.
Στην πράξη, οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE δεν δημιουργούν σχεδόν ποτέ μαύρα σωματίδια. Τα προϊόντα αποικοδόμησης του υλικού είναι αέρια ή λευκά. Τα μαύρα σωματίδια που εντοπίζονται σε έναν εναλλάκτη PTFE έχουν πάντα βρεθεί ότι προέρχονται από μεταλλικά εξαρτήματα ανάντη και απλώς περνούν μέσα από τον εναλλάκτη.
Διορθωτικές ενέργειες κατά Πηγή
Μόλις εντοπιστεί η πηγή σωματιδίων, ακολουθούν διορθωτικές ενέργειες. Για τη διάβρωση των σωληνώσεων ατμού: βελτιωμένη επεξεργασία νερού λέβητα για αύξηση του pH και μείωση του διαλυμένου οξυγόνου. εγκατάσταση φίλτρου ατμού ανάντη ευαίσθητου εξοπλισμού. Για μεταφορά λέβητα: ρύθμιση ελέγχου στάθμης λέβητα. Αντι-επεξεργασία αφρού. εγκατάσταση διαχωριστή ατμού. Για την υποβάθμιση του ελαστομερούς: αντικατάσταση υποβαθμισμένων παρεμβυσμάτων και στεγανοποιήσεων με υλικά υψηλής-θερμοκρασίας-συμβατά με την υπηρεσία ατμού.
Ο ίδιος ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE δεν απαιτεί διορθωτική ενέργεια-μόνο επιβεβαίωση ότι δεν είναι η πηγή που παρέχει η διαγνωστική διαδικασία.
Περίληψη
Τα λεπτά μαύρα σωματίδια στο συμπύκνωμα του εναλλάκτη θερμότητας PTFE προέρχονται από εξαρτήματα του συστήματος ατμού ανάντη-που διαβρώνουν τις χαλύβδινες σωληνώσεις, τη μεταφορά του λέβητα ή τα ελαστομερή αποσύνθεσης-όχι από το ίδιο το PTFE. Η θερμική αποσύνθεση PTFE παράγει λευκά αέρια προϊόντα, όχι μαύρα στερεά. Μια συστηματική διάγνωση με χρήση μαγνητικού ελέγχου, μικροσκοπίας, πριν-και-μετά τη διήθηση και φασματοσκοπία FTIR προσδιορίζει την πραγματική πηγή και καθοδηγεί τη διορθωτική ενέργεια. Ο εναλλάκτης θερμότητας PTFE δεν είναι σχεδόν ποτέ η πηγή.
Η τεχνική υποστήριξη για τον προσδιορισμό της πηγής σωματιδίων συμπυκνώματος είναι διαθέσιμη με την υποβολή δειγμάτων σωματιδίων, τη διαμόρφωση του συστήματος ατμού, τις λεπτομέρειες επεξεργασίας νερού του λέβητα και τυχόν πρόσφατες δραστηριότητες συντήρησης.
