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

Staigus PTFE panardinamojo šildytuvo sunaikinimas yra vienas iš labiausiai varginančių dalykų, kurie gali nutikti cheminio perdirbimo įmonėje. Vožtuvas lieka uždarytas, cirkuliacinis siurblys sustoja arba bakas po remonto nepapildomas. Atidengta šildytuvo dalis nepataisomai sugenda per minutes, kartais net kelias sekundes. Žmonėms, kurie mažai žino apie fluoropolimero ribas, gedimo greitis atrodo praktiškai neįmanomas. Kad suprastumėte, kodėl sausas{4}}šaudymas taip greitai sunaikina daiktus, turite pažvelgti į šiluminę mechaniką, kuri kontroliuoja apvalkalo temperatūrą ir šilumos išsklaidymą.

Šiluminis balansas, kai viskas veikia normaliai
PTFE panardinamasis šildytuvas veikia esant šiluminiam balansui, kai yra panardintas į vandenį. Atsparumo elementas paverčia elektros energiją į šilumą. Šiluma juda į išorę per vidinę izoliaciją ir PTFE apvalkalą, o tada konvekcijos būdu juda į aplinkinį skystį.


Lyginant su oru, skysčiai, tokie kaip vanduo, rūgštys ir dengimo tirpalai, gali geriau išlaikyti ir perkelti šilumą. Jie gerai sugeria šilumą ir ją pašalina. Dėl šios priežasties apvalkalo temperatūra išlieka tik šiek tiek aukštesnė už skysčio temperatūrą. Skystis veikia kaip stiprus aušintuvas, neleidžiantis per daug pakilti apvalkalo temperatūrai, net jei vidinis elementas veikia žymiai aukštesnėje temperatūroje.

Svarbu, kad šiluma ir toliau būtų pašalinta. Šildytuvas buvo pagamintas galvojant, kad aušinimas skysčiu sumažintų jo vatų tankį arba šilumos kiekį, kurį jis sukuria kvadratinei pėdai paviršiaus ploto.

Kas nutinka, kai išdžiovini{0}}ugnį
Kai dalis arba visas šildytuvas vis dar yra įjungtas ir veikiamas oro, jis dega sausais{0}}. Kai skystis nustoja liesti apvalkalo paviršių, temperatūros aplinka labai pasikeičia.

Palyginti su skysčiais, oras ne itin gerai perneša šilumą ir nelabai gerai išlaiko šilumą. Konvekcija ore neveikia taip gerai, kad pašalintų šilumą. Šiluma neturi kur dingti, jei į stichiją nuolat patenka tiek pat elektros energijos. Šilumos gamybos tempas išlieka toks pat, o šilumos pašalinimo greitis mažėja.

Dėl šio neatitikimo sistema greitai įkaista ir nutrūksta. Apvalkalo temperatūra iš karto pradeda kilti. Realiame gyvenime pilnai maitinamas PTFE šildytuvas gali pasiekti pavojingą temperatūrą greičiau nei per 60 sekundžių{3}}daug greičiau nei manote.

PTFE turi nuolatinę eksploatavimo temperatūros ribą, kuri paprastai yra nuo 200 iki 260 laipsnių Celsijaus, priklausomai nuo sudėties. Viršijus šį diapazoną, medžiaga pradeda irti.

Apvalkalo temperatūros kilimas ir gedimo progresavimas
Atvira PTFE apvalkalo dalis labai įkaista, kai vyksta sausas{0}}šaudymas. Vidinė dalis gali gana įkaisti, tačiau išorinė dalis nebeaušinama skysčiu.

Gedimo režimas paprastai vyksta keliais etapais:

Minkštėjimas: temperatūrai artėjant prie maksimalios ribos, PTFE pradeda prarasti mechaninį stiprumą.

Pūslių susidarymas: kai kas nors per karšta vienoje vietoje, dujos gali išsiplėsti viduje arba atsiskirti sluoksniais, todėl susidaro burbuliukai ar pūslės, kurias matote.

Įtrūkimai arba skilimas: Suminkštintas apvalkalas įtrūksta, kai jį veikia didesnis šilumos stresas.

Vidinių dalių atidengimas: PTFE barjerui nutrūkus, vidinė izoliacija ir atsparumo elementas yra veikiami oro ir galbūt skysčio likučių. Tai gali sukelti elektros trumpąjį jungimą arba katastrofišką perdegimą.

Metaliniai -apvalkalai šildytuvai kartais gali atlaikyti trumpą sauso poveikio laikotarpį, nes gali atlaikyti aukštesnę temperatūrą. Kita vertus, PTFE neturi šios galimybės. Nerūdijantis plienas ir kiti metalai gali atlaikyti daug aukštesnę paviršiaus temperatūrą nesuirdami. PTFE stiprumą lemia jo gebėjimas atsispirti cheminėms medžiagoms, o ne gebėjimas atlaikyti labai aukštą temperatūrą.

Kodėl nesėkmės gali įvykti greitai ir tyliai
Daugelis žmonių mano, kad sausai kūrenamas šildytuvas{0}}prieš sugesdamas skleis dūmus, kvapą ar kitus įspėjamuosius signalus. Kai PTFE sugenda, jis gali būti gana tylus. Atidengta dalis gali per daug įkaisti viduje, kol išorėje neatsiras matomi ženklai.

Kadangi šildytuvas lieka elektra įkrautas, nėra staigių pertrūkių, nebent išsijungtų saugos įtaisas. Negrįžtama žala jau buvo padaryta, kol matote deformaciją.

Taigi sausas{0}}deginimas yra vienas žalingiausių ir greičiausių būdų, kaip sugesti fluoropolimero šildymo sistemos.

Žalos radimas dėl sauso{0}}šaudymo
Nustačius sausai{0}}kūrenamų PTFE šildytuvų gedimo režimą, paprastai matomi aiškūs vaizdiniai modeliai. Lokalizuota žala tik senoje skysčio linijoje yra labiausiai paplitusi indikacija. Povandeninė dalis tebėra geros formos, o virš vandens esanti dalis pakeitė spalvą, susidarė pūslių arba pasikeitė forma.

Esant labai blogoms situacijoms, visa atvira vieta gali ištirpti arba suskilti. Linija tarp nepažeistų ir pažeistų sekcijų dažnai puikiai sutampa su skysčio lygiu gedimo metu.

Kiti ženklai yra:

Sulenktos arba sulūžusios apvalkalo dalys

Galima pastebėti įtrūkimus ar apanglėjimą

Nukentėjusioje vietovėje dingo visiškas elektros energijos tiekimas.

Kadangi sauso{0}}degimo pažeidimai paprastai paveikia tik nedidelį regioną, šildytuvo dalys gali aiškiai skirtis tarp vis dar veikiančių ir sugedusių dalių.

Tik prevencija veikia kaip strategija
Sausas{0}}kūrenimas yra greičiausias būdas sugadinti PTFE panardinamąjį šildytuvą. Nesunku suprasti fiziką: dėl nuolatinio elektros šilumos susidarymo ir labai mažo šilumos pašalinimo apvalkalas greitai perkaista ir lūžta.

Kai kažkas per daug įkaista, jis pradeda greitai gesti ir negali būti ištaisytas. Remontas paprastai neįmanomas, nes buvo sugadintas cheminis ir elektrinis vientisumas.

Žinojimas apie šį silpnumą rodo, kaip svarbu turėti patikimus skysčių lygio apsaugos mechanizmus. Daug geriau apsaugoti žmones nuo poveikio, nei bandyti susidoroti su trumpalaike sausa operacija.

Dabar, kai žinome, kaip greitai perkaista, galime pereiti prie kito svarbaus inžinerinio žingsnio: įdiegti patikimus skysčių lygio valdiklius ir užraktus, kad būtų užtikrinta, jog sausas{0}}šaudymas niekada nepasikartotų.