Huoltoriski
Lasi{0}}vuoratut teräslämmönvaihtimet toimivat luotettavasti syövyttävien kemiallisten aineiden käytössä häiriintymättä. Lasipinnoite, joka on tyypillisesti 0,8-2,0 mm paksu, tarjoaa kemiallisen kestävyyden, joka on lähellä PTFE:n kestävyyttä. Teräspohja antaa rakenteellisen lujuuden. Yhdistelmä on ollut alan standardi vuosikymmeniä.
Haavoittuvuus ilmenee huollon aikana. Pudonnut jakoavain, väärin kohdistettu putken laippa, suuttimen sisään jäänyt työkalu-jokin näistä voi halkeilla tai murtaa lasin vuorauksen. Kun lasi on vaurioitunut, alla oleva teräs altistuu prosessikemikaalille. Korroosio alkaa viasta ja leviää lasin alle aiheuttaen lopulta vuorauksen rikkoutumisen ja teräskuoren rei'ityksen.
Vaurioituneen lasivuorauksen korjaaminen edellyttää, että laitteet poistetaan käytöstä, toimitetaan erityiseen laitokseen, poistetaan, lasitetaan uudelleen ja poltetaan uunissa. Prosessi kestää viikoista kuukausiin. Hinta lähestyy uuden yksikön hintaa. Tuotanto keskeytyy toistaiseksi.
Lasivauriomekanismi
Lasi on hauras materiaali, jolla on korkea puristuslujuus, mutta alhainen vetolujuus. Kovasta esineestä tuleva isku aiheuttaa paikallisen vetojännityksen kosketuskohtaan. Jos tämä jännitys ylittää lasin vetolujuuden, kartiomainen murtuma-hertsikartio-etenee iskupisteestä pinnoitteen paksuuden läpi.
Vauriot eivät aina näy heti. Pieni isku voi aiheuttaa mikro-halkeamia, jotka eivät tunkeudu koko pinnoitteen paksuuteen. Lasi näyttää ehjältä. Seuraavien lämpöjaksojen aikana nämä mikro-halkeamat leviävät hitaasti. Kuukausia huoltotapahtuman jälkeen vuoraus rikkoutuu yhtäkkiä aiemmin vaurioituneessa paikassa. Vika näyttää spontaanilta, mutta se sai alkunsa aikaisemmasta vaikutuksesta.
Kipinätestaus voi havaita joitain lasivirheitä, mutta pinnan alla olevia mikrohalkeamia{0}} on vaikea tunnistaa luotettavasti. Ensimmäinen merkki vauriosta voi olla odottamaton rautakontaminaatio prosessivirrassa tai höyryn vuoto teräskuoressa olevasta neulasta.
Taulukko 1: Huoltovaurioriskin vertailu kemiankäsittelypalvelussa
| Vahinkojen huomioon ottaminen | Lasi{0}}vuorattu teräs | PTFE |
|---|---|---|
| Reaktio työkalun vaikutukseen | Hauras murtuma; siru tai halkeama | Elastinen muodonmuutos; ei vahinkoa |
| Reaktio putken kohdistusvirheeseen | Halkeama laippapinnassa | Joustava majoitus |
| Vahinkojen havaittavuus törmäyksen jälkeen | Saattaa olla näkymätön (mikro{0}}halkeamat) | Näkyvä muodonmuutos (harvoin vaurioitunut) |
| Korjausmenetelmä | tehdas lasi; viikon seisokkeja | Kenttätulppa tai vaihda putki; tunnin seisokkeja |
| Korjauskustannukset (suhteellinen) | 50-80 % uusien laitteiden hinnasta | < 10% of new equipment cost |
| Tuotantohäviö korjauksen aikana | Viikoista kuukausiin | Tunteista päiviin |
| Huomaamattomien vaurioiden vaara | Keskitaso (viivästynyt vika) | Erittäin alhainen (ei hauras vikatila) |
| Huoltohenkilöstön pääsyrajoitukset | Tiukka työkalun hallinta; pehmustetut pinnat | Normaalit teolliset käytännöt |
PTFE: Elastic Response to Impact
PTFE reagoi iskuihin elastisen ja plastisen muodonmuutoksen kautta, ei hauraiden murtumien kautta. Pudonnut työkalu voi painaa tai muuttaa tilapäisesti muotoaan PTFE-putken, mutta se ei murru sitä. Materiaali antaa myöten paikallisesti absorboimalla iskuenergian. Epämuodostunut alue voidaan tarkastaa silmämääräisesti. Jos muodonmuutos on vakava, vahingoittunut putken osa voidaan vaihtaa kentällä.
Tämä vaurionsietokyky yksinkertaistaa huoltotoimenpiteitä. Henkilökunta ei vaadi erityiskoulutusta työskennelläkseen PTFE-lämmönvaihtimien lähellä. Työkalut eivät vaadi erityistä pehmustetta tai kaulanauhaa. Pelkän huoltovirheen aiheuttama katastrofaalisen vahingon riski on käytännössä eliminoitu.
PTFE:n kenttäkorjattavuus on merkittävä toiminnallinen etu. Vahingoittunut lasi{1}}vaihdin on jätettävä tehtaalta korjattavaksi. Vaurioitunut PTFE-putki voidaan kiinnittää jakopäähän, jolloin jäljellä olevat putket palautetaan käyttöön tunneissa. Tukkeutunut putki vähentää hieman kapasiteettia, mutta tuotanto jatkuu. Vaurioituneen putken tai koko nipun pysyvä vaihto voidaan ajoittaa seuraavan suunnitellun seisokin yhteydessä.
Lämmönsiirron ja kemiallisen kestävyyden vertailu
Lasi{0}}vuoratun teräksen lämmönjohtavuus on noin 1,0-1,2 W/m·K yhdistetyn lasi- ja terässeinän läpi. Tämä on korkeampi kuin PTFE:n 0,25 W/m·K. Lasivuoratut vaihtimet siirtävät lämpöä tehokkaammin tietyllä pinta-alalla.
PTFE kompensoi ohuen{0}}seinäputken suunnittelun ja suuremman pinta-alan ansiosta. Molempien materiaalien kemiallinen kestävyys kattaa samanlaiset alueet, ja PTFE:llä on hieman laajempi yhteensopivuus, mukaan lukien fluorivetyhappo ja kuumat väkevät alkalit, jotka hyökkäävät lasiin.
Valinta lasi{0}}vuoratun teräksen ja PTFE:n välillä vaikuttaa usein muihin tekijöihin kuin lämpösuorituskykyyn: huoltoympäristö, mekaanisten vaurioiden riski, korjausominaisuudet ja tuotantokatkosten sietokyky.
Yhteenveto
PTFE-lämmönvaihtimet eliminoivat lasi{0}}vuorattujen teräsosien mekaanisen iskuvaurion riskin huoltotoimenpiteiden aikana. PTFE:n elastinen -muovattava vaste iskuihin estää hauraan murtumisen, joka vaarantaa lasin vuoraukset. Pudonneiden työkalujen tai väärin kohdistettujen liitäntöjen aiheuttamat vauriot ovat näkyvissä, kentällä-korjattavissa, eivätkä ne leviä katastrofaalisiksi vaurioiksi viikkoja huoltotapahtuman jälkeen.
Huoltoriskin pieneneminen tarkoittaa lyhyempiä korjausaikoja, alhaisempia korjauskustannuksia ja parempaa tuotannon saatavuutta. Vaikka lasi-vuorattu teräs tarjoaa paremman lämmönjohtavuuden, PTFE:n vaurionsietokyky ja kenttäkorjattavuus tekevät siitä alhaisemman-riskin valinnan kemiallisissa prosesseissa, joissa kunnossapitotyöt aiheuttavat jatkuvia iskuvaaroja.
Tekninen analyysi PTFE- ja lasivuorattujen teräslämmönvaihtimien valinnasta tietyissä kemiallisen käsittelyn sovelluksissa on saatavilla lähettämällä prosessikemia, käyttölämpötila ja paine, huoltoympäristön kuvaus ja nykyinen laitevauriohistoria.
