Kodėl PTFE šildytuvai akimirksniu sugenda, kai skysčio lygis nukrenta: kaip suprasti sauso{0}}uždegimo žalą?

Vienas iš blogiausių dalykų, kurie gali nutikti chemijos perdirbimo įmonėje, yra tada, kai skysčio lygis šildomoje talpykloje staiga sumažėja. Sugenda cirkuliacinis siurblys, perpylimo vožtuvas lieka uždarytas arba praleidžiamas papildymas. Šildytuvas lieka įjungtas, tačiau dalis elemento dabar yra atvira orui. Brangus panardinamasis PTFE šildytuvas gali būti visam laikui sugadintas vos per kelias minutes ar net sekundes. Greitis, kuriuo viskas vyksta blogai, dažnai neatitinka įvykio. Jei mažai žinote apie fluoropolimero ribas, gali atrodyti keista, kad jis taip greitai įkaista.

Atsakymas susijęs su pagrindine šilumos pernešimo fizika ir tuo, kad PTFE neveikia taip gerai, kaip metalai. Sausas -deginimas yra tada, kai aušinimas staiga nutrūksta, o tai sukelia terminį nutekėjimą ir greitą apvalkalo temperatūros padidėjimą.


Terminis balansas dirbant po vandeniu
Kai PTFE panardinamasis šildytuvas veikia normaliai, jis veikia šiluminėje sistemoje, kuri yra labai gerai subalansuota. Atsparumo elementas elektros energiją paverčia šiluma. Šiluma juda per suspaustą izoliaciją, o paskui per PTFE apvalkalą, prieš patenkant į aplink jį esantį skystį.

Palyginti su oru, rūgštys, šarminiai tirpalai ir dengimo vonios turi didesnę šiluminę talpą ir mažesnį šilumos laidumą. Jie gerai sugeria šilumą ir konvekcinėmis srovėmis nukelia ją nuo šildytuvo paviršiaus. Dėl šios priežasties išorinio apvalkalo temperatūra išlieka tik šiek tiek aukštesnė už skysčio temperatūrą, net jei vidinis pasipriešinimo elementas gali veikti daug karštiau.

Dėl šio nuolatinio šilumos pašalinimo apvalkalo temperatūra saugiai palaikoma žemiau viršutinės medžiagos naudojimo ribos, kuri paprastai yra nuo 200 iki 260 laipsnių Celsijaus, priklausomai nuo sudėties. Šildytuvas buvo pagamintas su mintimi, kad panardinamasis aušinimas visada bus ten.

Kas atsitinka, kai prarandate ryšį su skysčiu
Kai skystis nustoja dengti įjungtą šildytuvo dalį, prasideda sausas{0}}kūrenimas. Tempas, kuriuo šildomas viduje, išlieka toks pat. Atsparumo elementas vis tiek gauna visus vatus elektros energijos. Tačiau šilumos pašalinimo būdas labai pasikeičia.

Oras yra prastas šilumos laidininkas, jo tankis ir šiluminė talpa yra labai maža, palyginti su skysčiais. Natūrali oro konvekcija gali atimti tik nedidelį šilumos kiekį, palyginti su skysčio konvekcija. Rezultatas yra didžiulis disbalansas: šiluma nuolat gaminama, tačiau ji neišsiskiria labai greitai.

Dėl šio neatitikimo viskas greitai įkaista. Apvalkalo temperatūra iš karto pradeda kilti. Iš tikrųjų PTFE šildytuvas, kuris yra pilnai maitinamas ir veikiamas oro, gali pasiekti pavojingą temperatūrą greičiau nei per 60 sekundžių, o tai yra daug greičiau, nei mano dauguma operatorių. Pakilimas gali būti staigus ir įvykti tik vienoje vietoje, pavyzdžiui, ten, kur buvo prarasta skysčio danga.

PTFE temperatūros ribų viršijimas
Kai apvalkalo temperatūra viršija nepertraukiamo PTFE veikimo diapazoną, medžiaga pradeda irti. PTFE netinkamai veikia su labai karštais paviršiais, kaip veikia metaliniai šildytuvai{1}}.

Gedimo eiga paprastai vyksta tam tikra tvarka:

Minkštėjimas: temperatūrai artėjant prie viršutinės polimero ribos, jis pradeda prarasti savo stiprumą.

Pūslių susidarymas: Dujos, kurios yra įstrigusios arba patiria stresą kūne, tam tikrose vietose gali sukelti patinimą arba burbuliukų atsiradimą.

Įtrūkimai ir deformacija: apvalkalo struktūrinis vientisumas mažėja, todėl jis gali suskilti arba subyrėti.

Vidinių dalių atidengimas: jei apsauginis barjeras yra pažeistas, vidinė izoliacija ir varžos laidas gali būti atviras, o tai gali sukelti elektros trumpąjį jungimą arba katastrofišką perdegimą.

Šis procesas gali vykti greitai, nes kylant temperatūrai procesas savaime pagreitėja. Kai PTFE tampa minkštesnis, jo gebėjimas perduoti šilumą gali skirtis, o tai gali dar labiau pakelti temperatūrą tam tikrose vietose ir sukelti šilumos nutekėjimą.

Kita vertus, metalo -apvalkalai šildytuvai kartais gali atlaikyti trumpą sausą-degimą, nes metalai, tokie kaip nerūdijantis plienas, gali atlaikyti daug aukštesnę temperatūrą nesuirdami. PTFE yra stiprus, nes gali atsispirti chemikalams, o ne todėl, kad atlaiko aukštą temperatūrą.

Kodėl sausas{0}}šaudymas dažnai būna tylus
Kai kurie žmonės mano, kad sausas{0}}šaudymas sukels dūmus, kvapą arba lėtus įspėjamuosius signalus prieš didelį gedimą. Naudojant PTFE šildytuvus, gedimas gali įvykti greitai ir be įspėjimo. Viduje gali įvykti perkaitimas, kol išorėje nėra aiškių jo požymių.

Dažniausiai šildytuvas yra per toli, kad jį būtų galima pataisyti, kol pastebima deformacija arba įtrūkimai. Kadangi elektros energija incidento metu išlieka ta pati, apsaugos įtaisai gali nesuveikti, nebent jie būtų specialiai sukurti reaguoti į per didelę temperatūrą arba skysčio lygio praradimą.

Šis gedimo scenarijus ypač pavojingas sistemose, kurios nėra stebimos, nes nėra išankstinio įspėjimo.

Kaip sužinoti, ar patyrėte sausą{0}}šaudymo žalą
Sausai kūrenamų PTFE šildytuvų{0}}gedimo režimo radimas paprastai rodo akivaizdžius fizinius požymius. Labiausiai paplitęs ženklas yra pažeidimas, kuris yra gana lokalizuotas šalia senosios skysčio linijos. Povandeninė dalis vis dar yra tvirta ir struktūriškai tvirta, tačiau dalis, esanti virš vandens, aiškiai byra.

Dažni vizualiniai ženklai yra:

Tamsėja arba keičiasi spalva tam tikrame aukštyje

Pūslių arba burbuliuotų apvalkalo paviršiai

Lūžimas arba skilimas išilgai atviros vietos

Visiškai tirpsta arba subyrėjo dalis, kuri neuždengta

Linija tarp nepažeistų ir pažeistų dalių dažnai tiksliai sutampa su skysčio lygiu poveikio momentu, o tai yra rimtas problemos požymis.

Sausas{0}}Šaudymas kaip greičiausias būdas nesėkmei
Greičiausias būdas sulaužyti PTFE panardinamąjį šildytuvą yra jį išdžiovinti-. Principai paprasti: kai visą laiką įpilama elektros šilumos ir staiga prarandama aušinimo skystis, apvalkalo temperatūra greitai pakyla ir viršija tai, ką gali atlaikyti medžiaga. Prasidėjus degradacijai, žala įvyksta greitai ir negali būti ištaisyta.

Kadangi dėl šiluminių PTFE savybių jis silpnas, vienintelis būdas jį apsaugoti – saugoti. Žinodami, kaip veikia greitas perkaitimas, galite pasiekti kitą svarbų techninį tikslą: įdiegti patikimus skysčių lygio valdiklius ir užraktus, kad žmonės nebūtų veikiami prieš prasidedant terminiam bėgimui.