Поперемінна напруга замерзання-відтавання розщеплює внутрішні шари поверхні пластини
Сезонні зупинки майстерні, зберігання резервуару на відкритому повітрі та низька температура навколишнього середовища взимку викликають часті цикли замерзання-розморожування непрацюючих нагрівальних занурювальних плит PTFE. Залишки рідини, що потрапили в мікро-пори поверхні, замерзають і розширюються, створюючи величезну внутрішню напругу розтягування. Повторювані цикли заморожування та відтавання відокремлюють зовнішню оболонку з ПТФЕ від внутрішнього теплоізоляційного наповнювача, утворюючи невидимі порожнечі відшаровування. Плити, що працюють за постійної помірної температури, мають стабільне внутрішнє з’єднання, тоді як циклічне заморожування-розморожування поступово створює багатошарові прогалини. Порожнечі блокують передачу тепла та підсилюють локальний перегрів під час повторного нагрівання, прискорюють іонну інфільтрацію та розтріскування поверхні та значно скорочують термін служби нагрівальних занурювальних пластин PTFE.
Лабораторні порівняльні випробування показують, що нагрівальні занурювальні пластини з PTFE, які зберігаються при постійній температурі без заморожування, зберігають стабільний термін служби 18–24 місяців. Прилади, що піддаються щоденним циклам заморожування-відтавання, розвивають серйозні внутрішні пошкодження від розшарування протягом 10 місяців. У цій статті проілюстровано механізми механічної-деградації через заморожування-розморожування-термічний зв’язок, аналіз-компромісів між{-зберіганням на відкритому повітрі та захистом від-замерзання-захистом від-замерзання, а також наведено градуйовані стандарти-стійкості до замерзання.
Основний інженерний компроміс-між неізольованим холодильним зберіганням і контролем пошкоджень від заморожування-відтавання
Зберігання нагрівальних пластин на відкритому повітрі без теплоізоляції скорочує інвестиції в ізоляцію складу та витрати на технічне обслуговування, але залишкова вода, що розширюється під час замерзання, постійно відокремлює внутрішні композитні шари нагрівальних занурювальних пластин PTFE. Обладнання-критих сховищ із постійною{1}}температурою та зливання залишкової рідини перед вимкненням повністю усуває стрес-розморожування, але збільшує витрати на опалення сховища та зливання рідини. Стандартні рівномірні-занурювальні пластини з PTFE для нагрівання використовують звичайну одношарову-структуру з’єднання без низько{6}}температурного гнучкого поперечного-зміцнення. Багаторазове напруження розширення при заморожуванні швидко створює-великі порожнечі внутрішнього розшарування після десятків холодних-теплих чергування циклів.
Серйозність циклу заморожування-відтавання та нагрівання занурювальних пластин PTFE Таблиця ризиків розшарування
| Щоденні цикли заморожування-відтавання | Мінімальна температура навколишнього середовища | Швидкість деградації внутрішнього розшарування | Термін служби | Рекомендована структура |
|---|---|---|---|---|
| Менше або дорівнює 1 циклу на день, зберігання при постійній температурі в приміщенні | Вище 5 градусів | Повільні крихітні розсіяні внутрішні порожнечі | 17-23 місяці | Стандартні формовані PTFE нагрівальні занурювальні пластини |
| 1–3 цикли щодня, часткове розміщення на вулиці на ніч | 0 ~ 5 градусів | Помірна безперервна шарувата сепарація | 11–15 місяців | Середній перехресний-зв’язок, низька-температура, гнучкі середньої товщини-стінні PTFE занурювальні пластини |
| >3 цикли щодня, довго-неізольоване зберігання на відкритому повітрі | Нижче 0 градусів | Швидке відшарування-великої площі та локальне розтріскування поверхні | 4–9 місяців | Безшовні високопоперечні-з’єднання товстих-стінних-антизамерзаючих-розшаруваних формованих PTFE занурювальних пластин |
Механізм-термічної деградації подвійного заморожування
Залишкова технологічна рідина, заблокована в мікро-порах поверхні PTFE, різко розширюється під час замерзання, застосовуючи силу розтягування назовні, щоб розщепити межу зв’язку між зовнішньою фторполімерною оболонкою та внутрішнім ізоляційним наповнювачем. Кожен цикл розморожування дозволяє більшій кількості корозійної рідини просочуватися в новоутворені шаруваті порожнечі. Під час повторного запуску нагрівання захоплена рідина кипить і випаровується всередині розшарування, створюючи вторинний внутрішній тиск і місцевий перегрів, щоб послабити щільність поверхні PTFE та утворити поверхневі мікро-тріщини. Корозійні іони накопичуються у внутрішніх порожнинах, утворюючи розподілені провідні канали витоку, які постійно знижують загальний опір ізоляції. Порожнечі розшарування серйозно перешкоджають розсіюванню тепла, створюючи стійкі гарячі точки для прискорення молекулярної релаксації та розширення тріщин, утворюючи само-петлю старіння, що посилюється. Усі критичні пошкодження зосереджені на ділянках пластин із залишками рідини.
Виробничі ризики
Внутрішні порожнечі відшаровування знижують ефективність теплообміну та опір ізоляції нагрівальних занурювальних пластин PTFE, викликаючи часті сигнали про витік і примусові зупинки виробництва. Локальні гарячі точки через погану теплопровідність спричиняють нерівномірну температуру ванни та нестабільну якість обробки заготовки, підвищуючи рівень браку. Розширювані шаруваті порожнечі зрештою проривають зовнішню стінку PTFE, що призводить до внутрішнього короткого{2}}замикання дроту та повного руйнування пластин. Крихкі фрагменти PTFE, що відшаровуються, забруднюють хімічні ванни та створюють дефекти частинок на точних заготовках.
Відповідні рішення для пом’якшення
Цехи холодильного зберігання з низьким циклом із постійною температурою в приміщенні можуть використовувати стандартні формовані занурювальні пластини з PTFE; повністю злийте залишки рідини перед тривалими зупинками, щоб зменшити кількість води, що затримується. Виробничі лінії із середньою частотою заморожування-розморожування вибирають середні перехресні-зв’язки, низькі-температурні гнучкі середньої товщини-стінні PTFE занурювальні пластини з високою міцністю міжшарового зв’язку. Заводи з довгостроковим холодильним-зберіганням на відкритому повітрі мають використовувати безшовні пластини з товстим{-заморожуванням-відшаруванням із високим-з’єднанням товстих-стін, що запобігають замерзанню-відшарування, нагрівальні нагрівальні пластини з ПТФЕ, щоб витримувати циклічну напругу розширення при замерзанні. Правила допоміжної експлуатації: перед сезонною зупинкою злийте всю залишкову рідину з ванни; прийняти теплоізоляційні кришки для резервуарів, що не працюють; підтримувати температуру навколишнього середовища в майстерні вище точки замерзання взимку.
Висновок
Великі-площі внутрішніх розшаровуваних порожнеч і розтріскування поверхні нагрівальних занурювальних пластин PTFE під час повторюваних циклів заморожування-відтавання спричинені механічною напругою, пов’язаною з розширенням при заморожуванні, і погіршенням перегріву внутрішніх порожнеч, а не стійким-температурним рівномірним старінням. Звичайні не-поперечнозшиті тонко{5}}пластини не мають -низькотемпературного гнучкого зв’язувального армування, щоб протистояти циклічному заморожуванню-розморожуванню та змінним навантаженням. Стандартизовані схеми дренування рідини та теплоізоляційного зберігання, що поєднуються з низько{9}}температурними стійкими до -поперечно-з’єднаних товстих{11}}стінних нагрівальних плит PTFE на основі частоти циклу заморожування, можуть ефективно стримувати внутрішнє пошарове розділення та подовжувати термін служби систем резервуарів для вологої обробки, обладнаних нагрівальними пластинами PTFE.
