Mustan pilkun mysteeri
Huoltoteknikko, joka kerää rutiinikondensaattinäytettä PTFE-lämmönvaihtimesta, huomaa hienoja mustia hiukkasia suspendoituneena muuten kirkkaaseen nesteeseen. Hiukkaset ovat pieniä-enimmäkseen alle 0,1 mm-ja laskeutuvat hitaasti. Ne jättävät tumman tahran, kun niitä hierotaan sormien väliin. Välitön huolenaihe: onko PTFE hajoavaa? Onko lämmönvaihdin viallinen?
Vastaus on yleensä ei. PTFE ei tuota hajoaessaan mustia hiukkasia. PTFE:n lämpöhajoaminen yli 260 asteen lämpötiloissa tuottaa valkoisia tai värittömiä kaasumaisia tuotteita, ei mustia kiintoaineita. Mustat hiukkaset ovat peräisin muualta höyryjärjestelmästä. Mutta niiden esiintyminen tämän tietyn vaihtimen kondensaatissa vaatii tutkimusta lähteen tunnistamiseksi ja sen estämiseksi, että hiukkaset vaikuttavat loppupään laitteisiin tai, jos vaihdinta käytetään suljetussa -silmukassa, tuotteen saastuminen.
Systemaattinen diagnostinen lähestymistapa jäljittää hiukkaset niiden alkuperään ja määrittää, osoittavatko ne ongelmaa, joka vaatii korjaavia toimia.
Erotusdiagnoosi
Höyrykondensaatin mustilla hiukkasilla on neljä mahdollista alkuperää järjestelmässä, jossa on PTFE-lämmönvaihdin. Jokainen tuottaa hiukkasia, joilla on erilaiset ominaisuudet, jotka ohjaavat diagnoosia.
Höyryputkien korroosiotuotteet: Teräshöyryputkien sisäisestä korroosiosta peräisin oleva rautaoksidi (magnetiitti, Fe₃O4) on yleisin lähde. Magnetiitti muodostuu mustana, magneettisena jauheena, joka on tiivistä ja laskeutuu nopeasti. Se vetää puoleensa magneetti-yksinkertainen kenttätesti, joka erottaa sen muista mustista hiukkasista.
Kattilan siirto: Kattilan vesi sisältää liuenneita ja suspendoituneita kiintoaineita. Siirtotapahtumien aikana höyryn mukana kulkeutuneet kattilavesipisarat kuljettavat nämä kiinteät aineet höyryjärjestelmään. Kiinteitä aineita ovat kattilan käsittelykemikaalit, kovuussaostumat ja korroosiotuotteet. Ne näyttävät hienolta, usein ruskehtavan-mustalta jauheelta.
Elastomeerin hajoaminen: Höyryjärjestelmän tiivisteet, O-renkaat ja venttiilin istukat on valmistettu EPDM:stä, PTFE:stä tai muista elastomeereistä. Näiden materiaalien lämpö- ja kemiallinen hajoaminen tuottaa mustia, kumimaisia hiukkasia, jotka ovat kokoonpuristuvia ja joskus tahmeita. Ne eivät laskeudu yhtä nopeasti kuin magnetiitti eivätkä ole-magneettisia.
Huollon aikana syntyvä ulkoinen kontaminaatio: putkistojen muutosten tai korjausten yhteydessä likaa, leikkausöljyjäämiä tai metallilastuja ilmaantuu lauhteen töiden jälkeen. Hiukkasten ilmestymisen ajoitus suhteessa kunnossapitotoimiin on diagnostinen.
| Hiukkasominaisuus | Höyryputkien korroosio | Kattilan siirto | Elastomeerin hajoaminen | PTFE:n hajoaminen (harvinainen) |
|---|---|---|---|---|
| Väri | Musta (magnetiitti) | Ruskehtavan-musta | Musta | Valkoinen tai väritön (ei musta) |
| Magneettinen vaste | Voimakkaasti magneettinen | Heikosti magneettinen | Ei--magneettinen | Ei--magneettinen |
| Rakenne | Kova, karkea | Hieno, jauhemainen | Kuminen, kokoonpuristuva | N/A |
| Selvityskurssi | Nopea (tiheä) | Kohtalainen | Hidas (pieni tiheys) | N/A |
| Hiukkasten muoto mikroskoopin alla | Kulmikas, kiteinen | Epäsäännöllinen, agglomeroitunut | Pyöristynyt, joskus kuitumainen | N/A |
| Aikakorrelaatio | Jatkuva; lisääntyy putkiston iän myötä | Ajoittainen; korreloi kattilan tason vaihteluiden kanssa | Progressiivinen; kasvaa tiivisteen iän myötä | N/A |
PTFE:n tarkistaminen ei ole lähde
Lopullinen testi, jolla suljetaan pois PTFE-lämmönvaihdin hiukkaslähteenä, on vertailu ennen-ja-jälkeen. Asenna siivilä tai suodatin vaihtimen eteen ja toinen alavirtaan. Jos hiukkasia on läsnä alavirtaan, mutta ei ylävirtaan, vaihdin tuottaa niitä. Jos hiukkasia on molemmissa paikoissa, lähde on ylävirtaan.
Erityisesti PTFE:n osalta hiukkasten kemiallinen analyysi FTIR-spektroskopialla voi tunnistaa, sisältävätkö ne fluoripolymeeriä. PTFE:llä on tunnusomainen absorptiospektri, joka on erehtymätön. Jos hiukkasten FTIR-spektri ei vastaa PTFE:tä, vaihdin vapautetaan.
Käytännössä PTFE-lämmönvaihtimet eivät juuri koskaan tuota mustia hiukkasia. Materiaalin hajoamistuotteet ovat kaasumaisia tai valkoisia. PTFE-vaihtimeen jäljitettyjen mustien hiukkasten on aina havaittu olevan peräisin ylävirran metallikomponenteista ja ne vain kulkevat vaihtimen läpi.
Korjaavat toimet lähteen mukaan
Kun hiukkaslähde on tunnistettu, seuraavat korjaavat toimet. Höyryputkien korroosiota varten: parannettu kattilan vedenkäsittely pH:n nostamiseksi ja liuenneen hapen vähentämiseksi; höyrysuodattimen asennus herkkien laitteiden eteen. Kattilan siirtoon: kattilan tason säätö; vaahtoamisenesto-käsittely; höyrynerottimen asennus. Elastomeerien hajoaminen: vaurioituneiden tiivisteiden vaihtaminen korkean -lämpötilojen-materiaaleihin, jotka ovat yhteensopivia höyryhuollon kanssa.
PTFE-lämmönvaihdin itsessään ei vaadi korjaavia toimenpiteitä{0}}ainoastaan vahvistus siitä, ettei se ole lähde, minkä diagnostiikkaprosessi tarjoaa.
Yhteenveto
PTFE-lämmönvaihtimen kondensaatissa olevat pienet mustat hiukkaset ovat peräisin ylävirran höyryjärjestelmän osista -syövyttävistä teräsputkista, kattilan siirrosta tai hajoavista elastomeereista-eivät itse PTFE:stä. PTFE:n lämpöhajoaminen tuottaa valkoisia kaasumaisia tuotteita, ei mustia kiintoaineita. Järjestelmällinen diagnoosi, jossa käytetään magneettitestausta, mikroskopiaa, ennen-ja-suodatusta ja FTIR-spektroskopiaa, tunnistaa todellisen lähteen ja ohjaa korjaavia toimia. PTFE-lämmönvaihdin ei ole lähes koskaan lähde.
Tekninen tuki lauhteen hiukkaslähteiden tunnistamiseen on saatavilla, kun lähetät hiukkasnäytteet, höyryjärjestelmän kokoonpanon, kattilaveden käsittelyn tiedot ja viimeaikaiset huoltotoimenpiteet.
