Hverjar eru algengar bilunaraðferðir ógegndræpa grafítvarmaskipta í efnaþjónustu?

Það eru nokkrir mismunandi aðferðir sem eru oft undirrót bilunar í grafítvarmaskipti. Þetta skilja rekstraraðilar til að lengja endingartímann og forðast ófyrirséðar stöðvun. Grafít, ógegnsætt grafít, er sterkt efni til ætandi notkunar en ekki ónæmt fyrir skemmdum. Ógegnsætt grafít er oft grafít gegndreypt með PTFE, fenól plastefni eða kolefni. Algengustu bilunaraðferðir grafítvarmaskipta eru niðurbrot á plastefni, sprungur í hitaáfalli og veðrun. Hver tegund hefur mismunandi einkenni, orsakir og forvarnir.

Niðurbrot trjákvoða: Hið hljóðláta tap á ógegndræpi
Gegndrætt plastefnið fyllir götin á gljúpu grafítundirlaginu og veitir leka-þéttleika ógegndræpa grafítsins. Plastefnið (oft fenól, stundum PTFE eða fúran) verður að viðhalda uppbyggingu heilleika sínum og viðloðun þess við grafítið meðan á endingartíma þess stendur. Rýrnun plastefnis á sér stað þegar rekstraraðstæður fara yfir hitauppstreymi eða efnafræðileg mörk plastefnisins.

Hita niðurbrot
Fenól plastefni byrjar að brotna niður við hitastig yfir um það bil 200C (fer eftir nákvæmri samsetningu). Niðurbrotsferlið myndar rokgjarnar aukaafurðir og veldur rýrnun, kulnun eða mýkingu á plastefninu. Þegar límið hefur hopað frá svitaholanetinu verður grafítið aftur gljúpt og leyfir frásog ætandi vökva. Þetta þýðir í skel-og-rör- eða blokkaskipti:

Krossmengunarskel og rörhlið.

Leki á þéttum samskeytum vegna taps á plastefni sem eyðileggur innsiglið.

Hæg minnkun á skilvirkni varmaflutnings með því að gróa eða útfellast niðurbrotsefni úr plastefni.

Efnahernaður
Sum efni skaða gegndreypingarplastefnið, jafnvel þó grafít undirlagið sjálft sé ekki fyrir áhrifum. Fenólhýdroxíð er fljótt vatnsrofið með sterkum ætandi lausnum (natríumhýdroxíði, kalíumhýdroxíði) við hækkað hitastig. Plastefnið er einnig brotið niður eða leyst upp með óblandaðri saltpéturssýru, brennisteinssýru yfir ákveðnum hitastigum og lífrænum leysum (asetoni, metýletýlketóni). Efnasamhæfislistar flokka grafít almennt eftir samsetningu grafít undirlags og plastefnis. Hægt er að koma biluninni af stað með því að fara yfir hámarkseinkunn hvers íhluta.

Merki um hrörnun plastefnis eru:

Sjáanlegur grátur eða úthelling frá ó-þéttum hlutum grafítblokkar.

Auka þrýstingsfall án þess að gróa (af völdum breytinga á innra gropi).

Mislitun eða mýking á óvarnum trjákvoða á rörenda eða flansa

Forvarnir: Haltu alltaf undir efri hita- og efnatakmörkunum fyrir þá tegund af plastefni sem framleiðandinn hefur sett. Tilgreindu PTFE-gegndreypt grafít eða kolefnis-gegndreypt (resín-frí) flokka þar sem við á fyrir ætandi eða oxandi sýruþjónustu.

Sprungur í hitaáfalli: Hraðar hitabreytingar
Grafít hefur tiltölulega litla seiglu gegn hitaáfalli samanborið við málma. Þegar miklar og snöggar hitabreytingar eiga sér stað, svo sem þegar kaldur vökvi er borinn inn í heitan skipta, þenjast ytri eða innri yfirborð grafítefnisins út eða dragast saman á annan hátt. Efnið hefur lágan togstyrk, minna en hitaálagið sem þróaðist, sem leiðir til þess að sprungurnar fjölga sér.

Dæmigert hitaáfallshylki
Hröð ræsing-upp: Kalt vatn eða sýra er dreift í gegnum blokkaskipti sem nýbúið er að tæma en er enn heitt eftir notkun.

Gufu eða heitt þéttivatnsflæði: Fljótleg bylgja háhitagufu í svalan skipti.

Ferli í uppnámi: Tap á kæliflæði, með hitamiðilinn enn á, fylgt eftir með neyðartilvikum á köldum vökva.

Þrif fljótlega eftir að heitur vinnsluvökvi hefur verið tæmdur með köldu vatni.

Hitaáfallssprungur eru almennt þvert á rörholurnar eða meðfram aðskilnaðarlínum blokkanna. Sprungur geta myndast við rör-til-rörplötumóta eða meðfram rörveggjum í skel-og-röraskiptum. Sprungurnar leyfa beinar framhjáleiðir milli skeljar og rörhliðar, eða milli aðliggjandi rörhola.

Einkenni:

Skyndileg aukning á leka þjónustuvökva.

Þrýstipróf sýnir hratt þrýstingstap.

Sjáanlegar sprungur meðan á skoðun stendur (mælt er með litarefnisprófum).

Forvarnir:

Notaðu viðeigandi hitabreytingarhraða (venjulega Minna en eða jafnt og 5-10 gráður/mínútu, allt eftir tegund skipta).

Bætið ALDREI köldum vökva í heitt tæmt skipti. Geymið skiptisalinn blautan af volgum vökva meðan á kólnun stendur.

• Notaðu hitalæsingar eða raðstjórnunarloka til að ræsa-upp og loka.

Bilunarhamur Einkenni Mögulegar orsakir
Resin degradation Leaking through block walls; resin softened at tube ends; rise in pressure decrease without foulingTemperature >200 gráður, sterk ætandi efni, saltpéturssýra eða lífræn leysiefni, langvarandi notkun utan efnatakmarkana
Damage from thermal shockSudden cross-leakage between services Cracks apparent with dye penetrant Failure coincident with rapid temperature shiftCold fluid entering hot exchanger; fast heating/cooling (>5-10 gráður / mín); tæmd skipti með hitasveiflu
Erosion Tube thinning, particularly at tube inlets, baffle edges, or elbows; particle solids in process fluid; localised perforationHigh velocity fluid (>2-3 m/s ráðlögð takmörk) Svifkristallað föst efni, fínefni hvata eða hreiður Ólgandi svæði nálægt skífum
Rof: Vélrænt slit af vökvahraða og föstum efnum
Grafít er frekar mjúkt, brothætt efni. Það er ónæmt fyrir flestum efnaárásum, en yfirborð þess er næmt fyrir veðrun vegna háhraða vökva, sérstaklega þegar straumarnir bera svifryk. Rof fjarlægir grafítefni jafnt og þétt, þynnandi rörveggi, skífur eða blokkarrásir að því marki að götun eða burðarvirki bilar.

Róun á miklum-hraða
Jafnvel hreinn vökvi á of háum línulegum hraða getur valdið grafítrofi með tímanum. Hámarkshraði sem mælt er með fyrir grafítrör er venjulega 2–3 m/sek (fer eftir tiltekinni skiptahönnun og framleiðanda). Yfir þessu bili slitna skúfkraftar vökvans hægt og rólega niður innra þvermál rörsins. Árásargjarnasta veðrunin er við inngönguleiðir röranna (þar sem hraðasniðin eru að þróast) og á svæðum beint aftan við skífuna (þar sem ókyrrð er mikil).

Rof af völdum agna
Greiðsluþjónusta er sérstaklega erfið, svo sem fosfórsýra með gifsi eða kísil, eða súrsýra með járnögnum. Svifefni eru slípiefni og auka hraða brottnáms efnis. Hraði rofsins eykst nokkurn veginn sem veldi hraðans og línulega með styrkleika fasts efnis og hörku agnanna. Í alvarlegum tilfellum gætu rörveggir verið stungnir eftir mánuði.

Merki:-

Aukinn lekahraði án hitalosts eða niðurbrots plastefnis.

Nálægt inntakinu virðast yfirborð rörsins vera fágað þunnt.

Ultrasonic prófun fyrir breytilega veggþykkt.

Gat sem líta út eins og skýrar veðrandi holur (ekki oddhvassar sprungur).

Forvarnir:

Hönnun fyrir vökva með hraða sem er minni en 2 m/s (og minni ef fast efni eru til staðar).

• Settu upp inntaksflæðisdreifara eða -rofvörn við inngang röranna.

Gerðu rörin stærri eða bættu við fleiri rörum samhliða. Það mun minnka hraðann á hverri túpu.

Síun eða setnun á grófum efnum upp á við.

Samlegðaráhrif veðrun-Tæring
Í sumum þjónustum vinna veðrun og tæring saman. Vökvinn er örlítið ætandi fyrir grafítplastefnisbindiefnið. Verndaða yfirborðslagið er stöðugt fjarlægt með veðrun sem leiðir í ljós ferskt efni. Slík veðrun-tæringarkerfi getur leitt til bilunar á hraða sem er vel umfram summa einstakra hraða. Til dæmis saltsýra með bornum járnoxíðögnum eða brennisteinssýra með kolefnisfínum.

Tillögur um skoðun og eftirlit
Eftirfarandi ætti að vera með í reglulegri skoðun til að greina bilunarhami áður en skelfilegur leki:

Sjónræn skoðun á rörendum, þéttingarflötum og ytri flötum blokka við reglubundið viðhald.

Grafít yfirborðslitunarpróf til að sýna hárlínusprungur (hitalostskemmdir).

Úthljóðsþykktarmæling á mikilvægum svæðum sem eru viðkvæm fyrir veðrun (rörinntak og skífusvæði).

Þrýstifallsprófun á skel- og rörhliðum fyrir gegndræpi eða í gegnum vegggalla.

Eftirlit með ferlinu fyrir óvæntum breytingum á úttakshitastigi eða þrýstingsfalli.

Niðurstaða
Algengar grafítvarmaskiptarbilunarhamir eru meðal annars skerðing á plastefni, sprungur í hitaáfalli og veðrun. Hægt er að forðast þetta með því að fylgja nákvæmlega rekstrartakmörkunum og léttum -upp/loka-ferlum við upphaf. Grafít er öflugt efni til notkunar á ætandi sýru, en þarf agaðan rekstur til að ná hámarks endingartíma (venjulega 10-20 ár eða lengur). Rekstraraðilar ættu að fylgjast með hita- og hraðatakmörkunum, koma í veg fyrir hraða hitauppstreymi og fylgjast með vísbendingum um rof agna. Þegar bilun á sér stað, gerir heildarrannsókn á rótum, þar á meðal ástandsprófun á plastefni, mat á brotamynstri og kortlagningu veggþykktar, kleift að gera ráðstafanir til úrbóta. Þegar þeir eru notaðir á réttan hátt halda ógegndræpi grafítvarmaskiptar áfram að veita áreiðanlega og hagkvæma þjónustu í erfiðustu efnaferlum.