Jaksottainen kontaminaatiopalapeli
Kirkas nikkelipinnoituslinja tuottaa hyväksyttäviä kerrostumia viikkojen ajan, minkä jälkeen siinä tulee yhtäkkiä sameita, sameita tai kuoppaisia osia. Kylpyanalyysi osoittaa kohonneita rautaa ja kromia. Saastuminen ilmestyy ilman varoitusta, jatkuu tuotantovuoron tai kaksi, sitten poistuu mystisesti. Päiviä tai viikkoja myöhemmin se palaa.
Tavalliset saastumislähteet on suljettu pois. Työkappaleen esikäsittely on johdonmukaista. Anodipussit ovat ehjät. Huuhteluveden laatu on vakaa. Ylläpitokemikaaleja ei ole otettu käyttöön. Likaantuminen on ajoittaista, mikä sulkee pois jatkuvat lähteet, kuten liukenevat anodit tai jatkuvan sisäänvedon{5}}.
Toinen epäilty on PTFE-lämmönvaihdin. Vuosia kestäneen lämpösyklin jälkeen fluoripolymeeriputkiin on saattanut kehittyä mikro{1}}murtumia. Nämä murtumat avautuvat ja sulkeutuvat lämpötilan muutoksilla. Kun ne ovat auki, ne päästävät höyrylauhteen -joka kuljettaa rautaa ja kromia, joka on kerätty ylävirran putkistosta-, tihkua kylpyyn. Kun lämpöolosuhteet muuttuvat, halkeamat osittain sulkeutuvat ja kontaminaatio loppuu. Tämä syklinen kuvio vastaa ongelman ajoittaista luonnetta.
Mikro{0}}murtumamekanismi
PTFE-lämmönvaihdinputket eivät syöpy kemiallisessa mielessä. Mutta vuosia kestäneen lämpökierron jälkeen ympäristön lämpötilan ja 140 asteen tai korkeamman lämpötilan välillä materiaaliin voi kehittyä mikro-murtumia jännityskeskittymispisteissä. Näihin kohtiin kuuluvat putken-ja -pään liitos, alueet, joissa tukipuristimet ovat hankautuneet, ja mutkat, jotka joutuvat toistuvasti taipumaan.
Murtumat eivät ole vuotoja tavanomaisessa mielessä. Ne voivat olla liian tiukkoja läpäisemään nestemäistä vettä ympäristön lämpötilassa ja paineessa. Mutta käyttölämpötilassa PTFE laajenee. Murtuma aukeaa hieman. Höyrypaine putken sisällä, tyypillisesti 3-4 barg, ajaa pienen määrän kondensaattia murtuman läpi kylpyyn.
Kondensaatti ei ole puhdasta vettä. Se on kulkenut teräsputkien läpi ja poiminut rautakorroosiotuotteita. Siinä voi olla jälkiä kattilan käsittelykemikaaleista. Jos lauhteen palautusjärjestelmässä on useita käyttäjiä, se voi kuljettaa epäpuhtauksia muista prosesseista. Tämä saastunut kondensaatti, jopa pieninä määrinä, lisää epäpuhtauksia pinnoituskylpyyn, jossa rautaa sietää vain 25 ppm ja kromia 5 ppm.
Taulukko 1: Diagnostiikkaprotokolla ajoittaisen kontaminaation jäljittämiseksi PTFE-lämmönvaihtimeen
| Vaihe | Testimenetelmä | Mitä etsiä | Tulkinta |
|---|---|---|---|
| 1. Määritä saastumisaikajana | Tarkista kylpyanalyysitiedot ja tuotantolokit | Saastumistapahtumien korrelaatio lämpötilajaksojen, seisokkien, käynnistysten kanssa | Tapahtumien klusteroituminen käynnistysten jälkeen viittaa siihen, että lämpökierto avaa murtumia |
| 2. Poista ulkoiset lähteet | Analysoi huuhteluvesi, anodit ja kemikaalit itsenäisesti | Tasainen puhtaus kaikissa ulkoisissa tuloissa | Saastumislähde on kylpyjärjestelmän sisäinen |
| 3. Näytekylpy tapahtumien aikana ja välillä | Kylpynäytteiden ICP-MS-analyysi 4 tunnin välein kontaminaatiosyklin aikana | Metallipitoisuudet nousevat ja laskevat kuviossa | Nouseva ja laskeva kuvio viittaa ajoittaiseen lähteeseen, ei jatkuvaan liukenemiseen |
| 4. Painetestaa PTFE-käämi käyttölämpötilassa | Kuumapaineen vaimenemistesti kelalla 140 asteessa | Painehäviö suurempi kuin kylmätestin perusviiva | Mikro{0}}murtumat avautuvat lämpötilassa; kylmätestaus saattaa jättää ne huomiotta |
| 5. Eristä yksittäiset putken läpiviennit | Testaa jokainen passi erikseen lämpötilassa | Yksi läpikulku osoittaa huomattavasti suuremman vuodon | Vaurioitunut putki on paikallinen; voidaan kytkeä |
| 6. Tutki epäilty putki mikroskooppisesti | Leikkaa näyte epäilyttävältä alueelta; tutkia suurennuksella | Pintahalkeamia, erityisesti mutkissa, puristimissa tai liittimissä | Vahvistaa mikro{0}}murtumamekanismin |
Kuuman paineen vaimenemistesti
Normaalissa kylmäpaineen vaimenemistestissä saattaa jäädä huomioimatta lämpö{0}}syklistä-riippuvaisia mikro-murtumia. Lopullinen testi suoritetaan PTFE-kelalla käyttölämpötilassa tai niin lähellä kuin turvallisesti on mahdollista.
Patteri kuumennetaan 130{1}}140 asteeseen matalapaineisella-höyryllä tai kuumalla vedellä. Sitten se eristetään, tyhjennetään nopeasti ja paineistetaan typellä normaaliin käyttöpaineeseen. Paineen alenemista seurataan 30 minuutin ajan. Kela, joka läpäisee kylmäpainetestin, mutta osoittaa mitattavaa heikkenemistä kuumana, vahvistaa, että lämpölaajeneminen avaa mikrorakoja.
Tämä testi vaatii huolellisia turvallisuustoimenpiteitä. Kuumat PTFE-putket kaasupaineessa sisältävät varastoitua energiaa. Henkilökunta on suojattava mahdolliselta repeytymiseltä. Testipaine ei saa ylittää normaalia käyttöpainetta-tarkoituksena on havaitseminen, ei testaus.
Kylpynäytteenottoprotokolla
Saastumiskuvio havaitaan järjestelmällisellä näytteenotolla epäillyn tapahtuman aikana. Kun ensimmäiset visuaaliset merkit kerrostuman tummumisesta ilmaantuvat, kylpynäytteet tulee ottaa 4 tunnin välein ja analysoida koko metallin epäpuhtauspaneelin varalta ICP-MS:llä.
Samanaikaisesti höyrylauhteen näytteistä tulee analysoida samat metallit. Jos hauteessa olevat epäpuhtaudet vastaavat kondensaatin metallien profiilia, lämmönvaihdin on todennäköinen lähde. Rauta ja kromi ovat tyypillisiä teräsputkien korroosion lauhdemetalleja. Sinkkiä saattaa esiintyä galvanoiduista komponenteista vastavirtaan.
Tapahtumien välillä perusviivanäytteet määrittävät kylvyn normaalit epäpuhtauspitoisuudet. Tapahtuma- ja perustason pitoisuuksien välinen ero kerrottuna kylvyn tilavuudella antaa tapahtumaa kohden syötettyjen kontaminanttien kokonaismassan. Tämä massa, verrattuna kondenssiveden vuodon määrään, joka on arvioitu paineen heikkenemistiedoista, antaa massatasapainon vahvistuksen.
Korjaustoimet
Kun mikro{0}}murtumat on vahvistettu, vaurioitunut putken läpivienti suljetaan molemmista otsikoista. Jäljellä olevat putkilinjat jatkavat toimintaansa, jolloin kokonaislämmitysteho pienenee vastaavasti. Jos kapasiteetin vähennystä ei voida hyväksyä, vaurioitunut passi vaihdetaan seuraavan määräaikaishuoltoikkunan aikana.
Tulevien asennuksien ehkäisyyn kuuluu korkeampi-flex--PTFE-laatujen määrittäminen sovelluksiin, joissa käytetään usein lämpöä, tukivälien pienentäminen taivutusjännityksen minimoimiseksi ja runsaiden taivutussäteiden sisällyttäminen putken reitittämiseen.
Yhteenveto
Jaksottainen kirkas nikkelikontaminaatio voidaan jäljittää mikro{0}}murtumiin vanhoissa PTFE-lämmönvaihtimissa systemaattisen diagnoosiprotokollan avulla. Kontaminaatiokuvio-ajoittain, korreloi lämpöjaksojen kanssa-osoittaa lähteeseen, joka avautuu ja sulkeutuu. Kuumapaineen vaimenemistesti havaitsee murtumat, jotka kylmätestaus jättää huomiotta.
Kylpynäytteenotto tapahtumien aikana yhdistettynä kondensaattianalyysiin mahdollistaa kemiallisen sormenjälkien täsmäytyksen. Vahvistetut vaurioituneet putket on tulpattu tai vaihdettu. Ennaltaehkäisyyn kuuluu materiaalin valinta ja suunnittelukäytäntöjä, jotka minimoivat lämpöjännityksen keskittymisen.
Teknistä tukea pinnoituskylpyjen kontaminaatiolähteiden jäljittämiseen on saatavilla, kun kylvyn analyysihistoria, PTFE-lämmönvaihtimen ikä ja käyttöolosuhteet, höyrykondensaatin laatutiedot ja havaitut kontaminaatiomallit on toimitettu.
