Kesän epäonnistumispiikki
Kosteissa ilmastoissa olevista galvanointilaitoksista saadut huoltotiedot osoittavat johdonmukaista kaavaa: metallisten lämmönvaihtimien vikoja esiintyy heinä-syyskuussa. Samat patterit, jotka toimivat luotettavasti kuivina talvikuukausina, aiheuttavat reikävuotoja, höyryvuotoja liittimissä ja odottamattomia painerajojen vikoja vuoden kuumimpana ja kosteimpana aikana.
Prosessin olosuhteet eivät ole muuttuneet. Kylvyn lämpötila, höyrynpaine ja kemikaalipitoisuudet ovat samat kuin talvikäytössä. Se, mikä on muuttunut, on ulkoinen ympäristö. Kesäilma 35 asteessa ja 85 % suhteellisessa kosteudessa kuljettaa yli 30 grammaa vettä kuutiometrissä. Kun tämä ilma koskettaa lämmönvaihtimen-höyryputkiston, lauhteen paluulinjojen ja tukikannattimien viileitä ei-{7}}upotettuja osia, kosteus tiivistyy. Syntyvä ohut vesikalvo metallipinnoille yhdistettynä ilmassa oleviin epäpuhtauksiin ja sykliseen märän{11}}kuivan päivän-yölämpötilan vaihteluun luo ihanteelliset olosuhteet ilmakehän pistekorroosiolle.
Tämä ulkoinen korroosiomekanismi toimii riippumatta prosessin{0}}puolen korroosiosta, jota materiaalivalinnat tyypillisesti käsittelevät. Titaanikäämi, joka on täysin korroosionkestävä-pinnoituskylvyssä, voi silti vaurioitua kylvyn pinnan yläpuolella olevan kostean ilman ulkoisesta pisteestä.
Kesän kondensaatiomekanismi
Lämmönvaihtimen ei--upotetut osat toimivat lämpötiloissa, jotka ovat ympäröivän kesäilman kastepisteen alapuolella päivittäisen jakson tiettyjen osien aikana. Kun höyry on pois päältä yöpymisen aikana, metallin lämpötila tasaantuu ympäröivän ilman kanssa. Kun aamuaurinko lämmittää ilmaa metallia nopeammin, metallista tulee kondensaatiopinta. Kaste muodostuu.
Tämä kaste ei ole puhdasta vettä. Se imee pinnoituslaitoksen ilmakehässä olevat ilmassa olevat kemikaalit-happosumut avoimista säiliön pinnoilta, kloridia vedenkäsittelykemikaaleista ja rikkiyhdisteitä riittämättömästä ilmanvaihdosta. Ohut kondensaattikalvo muuttuu laimeaksi, mutta aggressiiviseksi elektrolyytiksi.
Päivällä höyryn ollessa päällä metallipinta lämpenee ja kondenssivesi haihtuu. Liuenneet kemikaalit eivät haihdu. Ne jäävät pinnalle konsentroituina kiinteinä jäännöksinä. Seuraava kondensaatiosykli liuottaa ne uudelleen ja muodostaa tiivistetyn elektrolyyttikalvon. Tämän päivittäisen syklin viikkojen aikana märkä-kuiva-pyöräily tiivisteellä luo pisteolosuhteita paljon aggressiivisempia kuin jatkuva uppoutuminen samaan nimelliseen kemiaan.
Taulukko 1: Kausittainen ulkoisen korroosion vakavuus lämmönvaihdinmateriaalin mukaan (kostea subtrooppinen ilmasto, 80 %:n suhteellinen kosteus kesän keskiarvo)
| Materiaali | Kesäpisteiden määrä suhteessa talveen | Kondensaatin korroosiomekanismi | Visuaaliset ilmaisimet | Epäonnistumismalli |
|---|---|---|---|---|
| Ruostumaton teräs 304 | 5-10x lisäys | Kondensaattikalvossa oleva kloridipiste | Ruosteenvärinen-tahrat tuissa | Neulareikä vuotaa kondensaatiovyöhykkeillä |
| Ruostumaton teräs 316L | 3-7x nousu | Kloridipiste (viivästynyt) | Kevyt värjäys | Pinhole vuotaa 2-3 kesän jälkeen |
| Titaani luokka 2 | 2-4x lisäys | Rakokorroosio märkien kerrostumien alla | Valkoisia suolakertymiä | Paikallinen seinän menetys rakoissa |
| Kupari-Nikkeli 90/10 | 2-3x lisäys | Tasainen korroosio + sinkinpoisto | Vihreä patina | Yleinen harvennus |
| PTFE | 1,0× (ei lisäystä) | Ei korroosiomekanismia | Ei muutosta | Ei ilmakehän vikatilaa |
PTFE: Ei reaktiota kosteudelle
PTFE ei syövyttä ilmakehässä millään kosteustasolla. Hiili-fluorisidokset eivät läpäise vettä, happea ja tiivistyneen kosteuden sisältämiä laimeita kemikaaleja. Ei ole passiivista kalvoa, joka hajoaisi märässä-kuivapyöräilyssä. Etuhyökkäyksille ei ole viljarajoja. Ei ole mitään sähkökemiallista aktiivisuutta.
Pintaenergia 18-20 mN/m tekee PTFE:stä hydrofobisen. Vesi helmiä mieluummin kuin kastelee pintaa. Ohut, jatkuva elektrolyyttikalvo, joka ajaa ilmakehän korroosiota metalleihin, ei voi muodostua PTFE:lle. Kondensaatio muodostuu eristettyinä pisareina, jotka vierivät pois tai haihtuvat jättämättä jatkuvaa johtavaa reittiä.
Tämä häiriönsieto ulottuu kaikkiin PTFE-lämmönvaihdinputken osiin, jaotteisiin, tukilevyihin ja ulkoisiin putkiliitäntöihin, kun ne on valmistettu sopivista fluoripolymeerimateriaaleista. Laitteiden luotettavuudessa ei ole kausivaihtelua.
Toiminnalliset vaikutukset
Kesän vikapiikkien eliminointi parantaa tuotannon suunnittelua ja kunnossapitobudjetointia. Tiloissa, joissa on metalliset lämmönvaihtimet, huoltoosastot ennakoivat kausiluontoista vikatilannetta ja ajoittavat ennaltaehkäisevät vaihdot loppukevääseen,{1}}joilla voi olla vielä kuukausia jäljellä käyttöikää, jotta vältetään kesähuippujen aikana tapahtuvan-käyttöhäiriön tuotantovaikutukset.
PTFE-vaihtimet eliminoivat tämän ennaltaehkäisevän vaihtojakson. Tammikuussa luotettavasti toimiva kela toimii samalla tavalla elokuussa. Huoltoresurssit voidaan kohdentaa laitteiden todellisen kunnon perusteella kausittaisen riskin ennustamisen sijaan. Tarpeettomien ennaltaehkäisevien vaihtojen kustannukset jäävät pois.
Yhteenveto
Metallisen lämmönvaihtimen vikoja esiintyy kosteina kesäkuukausina ulkoisen ilmakehän pistekorroosion vuoksi, joka johtuu syklisestä kondensaatiosta ja saastuneen kosteuden haihtumisen ei--uppoamattomille pinnoille. PTFE-lämmönvaihtimet kestävät tätä mekanismia täysin luontaisen hydrofobisuuden ja sähkökemiallisen korroosioprosessin puuttumisen ansiosta.
Tuloksena on kausi{0}}riippumaton laitteiden luotettavuus, kausiriskiin perustuva ennaltaehkäisevän vaihdon eliminointi ja vakaa huoltosuunnittelu ympäri vuoden. PTFE:n ilmakehän korroosionkestävyys pidentää laitteiden käyttöikää pidemmälle kuin prosessipuolen yhteensopivuus yksinään ennustaisi.
Tekninen analyysi PTFE-lämmönvaihtimen spesifikaatioille kosteissa tai syövyttävässä ilmatilassa on saatavilla toimitettaessa laitoksen sijainnin ilmastotiedot, nykyiset kausiluonteiset vikamallit sekä olemassa olevien laitteiden materiaalit ja ikä.
