Koja je razlika u načinu kvara između PFA grijača pregrijanog u tekućini u odnosu na pregrijanog u pari?

Postoje dva različita scenarija kada se PFA grijači pregrijavaju. Jedan je kada je grijač u tekućini, ali prijenos topline nije dovoljan (slab protok, zaprljana površina, prevelika gustoća u vatima). Drugi je kada je grijač u pari ili zraku (suha-vatra) zbog niskog nivoa tečnosti. Zbog vrlo promjenjivog koeficijenta prijenosa topline i kemijske aktivnosti okolnog medija, načini kvara se drastično razlikuju. U slučaju pregrijavanja tekućine (još uvijek uronjena, ali loše ohlađena) temperatura površine PFA raste stalno i ravnomjerno, obično na 180-250 stepeni. Do kvara dolazi preko povećanog prodiranja, propadanja unutrašnje površine i krajnje korozije jezgra – proces koji traje nekoliko dana do sedmica. U slučaju pregrijavanja pare (izloženog zraku ili pari), temperatura površine PFA brzo raste (u minutima) na 300-400 stepeni, što dovodi do trenutnog topljenja, stvaranja mjehura i katastrofalnog pucanja. Pregrijavanje tekuće faze je također manje katastrofalno i predstavlja indikatore upozorenja (povećanje površinske temperature, povećanje otpora izolacije na curenje) kako bi se omogućilo preventivno gašenje. Stoga je kvar u parnoj fazi nagliji i veća je vjerovatnoća da će zagaditi rezervoar.

Neuspjeh propusnosti i pregrijavanje spore tekućine
Potopljeni PFA grijač koji radi pri velikoj gustoći vati ili niskom protoku povećat će temperaturu površine PFA iznad projektovanog maksimuma (obično 110 stepeni za dug život, 140 stepeni za duže periode). Na 160–200 stepeni, PFA se razgrađuje cijepanjem lanca i oksidacijom, ali je propadanje ograničeno na unutrašnju površinu (metalni interfejs PFA-) jer je vanjska površina još uvijek u dodiru s vrućom tekućinom. Voda i kisele pare prolaze kroz PFA povećanom brzinom (5 do 50 puta većom nego na 100 stepeni). Metalno jezgro korodira i nastale soli metala imaju veći volumen od originalnog metala. Ovo stvara unutrašnji pritisak koji stvara plikove na PFA iznutra. Plikovi su lokalizirani otok, promjera 5 do 20 mm, često nakon 200 do 1000 sati zagrijavanja. Ako blister pukne, tečnost preplavi jezgro i odmah dolazi do zemljospoja. Ili jezgro korodira bez stvaranja plikova, stvarajući otvoreni krug (grijač se ne zagrijava) bez kontaminacije.

Signs of warming of the liquid: (1) Increase of surface temperature detected by external thermocouple or infrared camera. A heater that ran at 105 degrees for years is now running at 125 degrees with the same output and flow. (2) Insulation resistance decreasing from >1000 MΩ do 100–500 MΩ u roku od nekoliko sedmica što ukazuje na prodor vlage na kontakt. (3) Prirodni PFA (proziran) u potopljenom dijelu će promijeniti boju u žućkastosmeđu boju. (4) Pojava malih mehurića na površini grejača tokom rada (lokalizovano ključanje na površini PFA što ukazuje na temperaturu površine iznad 100 stepeni). Operateri imaju nekoliko dana do sedmica da reaguju smanjenjem snage ili čišćenjem grijača.

Pregrijavanje pare: Neuspjeh termičkog bijega, brzo
Koeficijent prenosa toplote za PFA grejač pada sa 500–5.000 W/m²·K (tečnost) na 10–50 W/m²·K (para/vazduh) kada para ili vazduh dođu u kontakt sa grejačem (nivo tečnosti padne ispod grejača). Za grejač sa gustinom snage 3–5 W/cm2 temperatura površine PFA raste od 100–110 stepeni do 250–400 stepeni za 1–5 min. PFA se topi prilično lako na 250-300 stepeni (tačka topljenja 305-315 stepeni). Na 300 - 350oC polimer je u viskoznom tečnom stanju. Gravitacija povlači rastopljeni PFA prema dolje ili van, izlažući metalno jezgro parnom okruženju. Brza oksidacija (na zraku) ili korozija (u kiseloj pari) izloženog jezgra obično dovodi do prekida strujnog kruga ili kvara na masu u roku od 30 sekundi do 5 minuta od izlaganja. Slom je katastrofalan: PFA omotač je oštećen i rastopljeni polimer može kapnuti u rezervoar, kontaminirajući proizvod.

Warning indicators of vapour overheating: (1) Heater is on yet tank liquid level is obviously low (operator observation) . (2) A strong burnt or bitter smell (due to PFA decomposition products, mainly fluorocarbon gases). (3) Smoke or vapour escaping from the tank above the heater site. (4) Insulation resistance of the heater lowers from >1.000 MΩ do<10 MΩ in seconds to minutes. By the time a warning is detected the heater is usually already damaged beyond repair. This is achieved by level monitoring and interlocks to de-energise the heater when the liquid level falls below the minimum point of submersion.

Sažetak komparativnog načina kvara
Parametar Liquid Super HeatPara Pregrijavanje (suha-vatra)
Tipična temperatura površine PFA 160-220 stepeni 300-400 stepeni
Vrijeme do kvara (od početka pregrijavanja) Danima do sedmica 1-10 minuta
Glavni mehanizam propadanja Ubrzanje prodiranja + propadanje unutrašnje površine Masivno topljenje + degradacija polimera
Oteklina (plikovi) Pojava kvara Prečnik 5-20 mm Plašt istopljen, opušten ili mrvljen; jezgro izloženo
Insulation resistance development>1.000 MΩ do<10 MΩ gradual change over 100-500 hoursQuick decline to <1 MΩ in seconds of core exposure
Grijač još uvijek izgleda kao da radi? Da, ali ne tako dobro Ne (otvoren krug ili uzemljenje)
Rizik od kontaminacije kade Nizak (korozivne soli bakra/nikla) ​​Visok (otopljene kapljice PFA + metali jezgra)
Znakovi upozorenja: porast površinske topline, promjena boje, mjehurići, miris, dim, nizak nivo tekućine
Vrijeme reakcije operatera Sedmice ili dani Sekunde do minute (često prekasno)
Rezultati inspekcije nakon kvara Plista omotača, bijeli/zeleni proizvodi korozije na blisteru Srušeni ili odsutni omotač, pocrnjelo metalno jezgro, ugljenisani ostatak
Preporučena prevencija Niža gustoća u vatima Poboljšajte protok Očistite skalu Blokiranje nivoa + prekidač niskog nivoa
Identifikacija polja i djelovanje
Neispravan PFA omotač pokazuje način pregrijavanja nakon kvara grijača. Plikovi su lokalizirana povišena mjesta koja su rezultat pregrijavanja tekućine i osjećaju mekoću u usporedbi s okolnim PFA. Preseći blister: unutar suhe šupljine sa bijelim ili zelenim proizvodima korozije (metalne soli). PFA pored blistera je bezbojan (smeđi), ali neoštećen. Para se pregreva i topi ili urušava omotač. U najtoplijoj zoni, PFA bi mogao u potpunosti da nedostaje ili da se spušta prema dolje (smjer gravitacije). Metalno jezgro je pocrnjelo (oksidacija) ili ima zeleno/plavu koroziju (napad kiseline). Neuspjeh je, naravno, poražavajući.

Nivo tečnosti i temperatura površine grejača se mere radi preventivnog održavanja. PFA grijač koji radi u tečnosti na 90 stepeni treba da ima temperaturu površine od 95-110 stepeni (u zavisnosti od gustine i protoka u vatima). Ako je površinska temperatura 15 C viša od osnovne linije pri istim radnim uslovima, provjerite zaprljanost ili smanjenje protoka prije nego što pregrijavanje napreduje. Ako iz bilo kog razloga nivo tečnosti padne ispod grijača, grijač će se isključiti{11}}u roku od 5 sekundi. Dovoljan je plivajući prekidač sa odgodom od 2-3 sekunde, a veće kašnjenje rizikuje pregrijavanje pare. Nikada nemojte vjerovati operateru da gleda automatsku blokadu niskog nivoa.

Zaključak: pregrijavanje tekućine upozorava, pregrijavanje pare ne
PFA grijač koji se pregrijao u tekućini polako će otkazivati ​​(danima do sedmicama) stvaranjem plikova od unutrašnjeg pritiska i ima uočljive indikacije upozorenja (povećanje površinske temperature, smanjena otpornost izolacije, promjena boje). Operateri imaju vremena da reaguju. Način kvara grijača pregrijanog u pari (suha-vatra) je brz (minuta) sa topljenjem i katastrofalnim kolapsom omotača, i ne daje apsolutno nikakvo upozorenje-u trenutku kada se otkrije miris ili dim, grijač je uništen. Potreban je automatski senzor nivoa sa blokadom za isključenje napajanja kako bi se spriječilo pregrijavanje pare. Pravilan odabir gustoće u vatima (manje od ili jednako 3 W/cm² za većinu vodovoda), odgovarajući protok i redovno praćenje temperature površine mogu spriječiti pregrijavanje tekućine. Inženjeri ispituju preuranjeno U slučaju kvara PFA grijača, ustanovite do kakvog se pregrijavanja dogodilo. Ako su plikovi bez topljenja, grijač je bio preopterećen tekućinom. Ako se otapa ili se omotač sruši, grijač se peče na suho.