Miksi PFA-lämmitin, joka on ollut kuiva{0}}2 minuuttia, näyttää 40 % korkeamman läpäisynopeuden jopa jäähdytyksen jälkeen?

Vain 2 minuutin kuiva{0}}palotapahtuman (ilmassa tai höyryssä ilman nestejäähdytystä) jälkeen PFA-lämmitin vaurioittaa pysyviä mikrorakennevaurioita. PFA:n ulkopinta on 250 - 350 astetta ja sisäpinta (metalliydintä kohti) on samanlainen. Polymeeri ei palaa entiseen tilaan edes jäähtymisen jälkeen. Terminen hajoaminen johtaa mikroskooppisten rakojen muodostumiseen (halkaisija 5–50 µm) PFA-matriisiin, amorfisen vapaan tilavuuden kasvuun 15–25 % ja molekyylipainon laskuun 10–30 %. Nämä muutokset kestävät jäähtyessään ja parantavat läpäisynopeutta kaikkeen tulevaan huoltoon 30-50 % pysyvästi. Jos lämmitintä lämmitetään kuivalla 2 minuuttia 300 asteessa, HCl:n tai vesihöyryn tunkeutumisnopeus on 40 % suurempi kuin perusarvo koko sen loppuiän ajan, jäähdytyksestä riippumatta. Lämmitin on vaurioitunut pysyvästi, eikä sen jäähdyttäminen korjaa vahinkoa. Tällaiset lämmittimet on vaihdettava, eikä niitä saa ottaa uudelleen käyttöön.

Kuiva tulipalo, mikrorakenne
Kuivan{0}}palon aikana PFA muuttuu neljä kertaa peruuttamattomasti:

Ketjun katkeaminen: lämpöenergiamurtumat C-F ja C-C sitoutuvat ja pienentävät molekyylipainoa 300 kDa:sta 200-250 kDa:han. Mitä pienempi molekyylipaino, sitä suurempi ketjun liikkuvuus ja diffuusio.

Tyhjiön muodostuminen: Jäännöskosteus (100–500 ppm) höyrystyy välittömästi muodostaen pallomaisia ​​onteloita, joiden halkaisija on 5–50 µm. Tyhjät ovat oikoteitä pysyville molekyyleille.

Amorfisen faasin laajeneminen: Amorfisten alueiden osittainen sulaminen ja uudelleenkiteytyminen avoimemmaksi rakenteeksi, mikä lisää vapaata tilavuutta 15-25 %.

Pinnan hapettuminen: 50 – 100 µm ulkopuolella muodostaa hauraan oksidikerroksen (karbonyyli- ja karboksyyliryhmät). Kun se jäähtyy, tämä kerros hajoaa ja tarjoaa muita käytäviä.

Nämä muutokset ovat pysyviä, koska alle 300 asteen lämpötilassa polymeeri ei voi-ristittää-uudelleen tai korjata avoimia työpaikkoja. Normaaleissa käyttölämpötiloissa (100–200 astetta) ei ole tarpeeksi energiaa ketjun uudelleen-kietoutumiseen tai aukkojen sulkemiseen.

Läpäisynopeuden kasvu kuiva{0}}palon jälkeen (testattu 80 asteessa, 30 % HCl)
Kuivapaloaika (min) Vaipan maksimilämpötila ( aste ) Painonpudotus (%) Tyhjiötiheys (tyhjiöt/mm2) Läpäisynopeus (g/m2•päivä) Lisäys perusviivasta (%)
0 (perustaso) 80 0% 0 0.8-1.2 0% 0,5 (30 s) 180 2-5%<10 0.9-1.4 10-15% 1.0 230 5-10% 10-50 1.1-1.7 30-40% 2.0 280 10-15% 50-150 1.3-2.0 40-60% 3.0 310 15-20% 100-300 1.6-2.5 70-100%
5.0 340 (sula) 20-30 % 500+ 2.5-4.0 150-250 %
2 minuutin kuiva{0}}lämmittimen (huippu 280 astetta) läpäisynopeus kasvaa 40–60 % rajoittamattoman ajan. Nopeus ei palaudu 1000 tunnin normaalin märkäkäytön jälkeen.

Miksi jäähdytys ei palauta läpäisyvastusta?
Jäähdytys kutistaa polymeerin kokoa sulkematta aukkoja tai palauttamatta molekyylipainoa. Nämä reiät ovat pysyviä, koska polymeeriketjut, jotka aiemmin valtasivat tämän tilavuuden, ovat liuenneet haihtuviksi oligomeereiksi, jotka ovat paenneet. Ei mitään mikä täytä aukkoa. Ketjut ovat suuntautuneet uudelleen vähemmän tiheäksi pakkaukseksi korkean lämpötilan poikkeaman aikana, mikä johtaa amorfisen vapaan tilavuuden pysyvään laajenemiseen. Se on kuin metallin hehkutusta-vaikutat pysyvästi mikrorakenteeseen." Toisin kuin metalleja, PFA:ta ei voida-hehkuttaa uudelleen vaurioiden kääntämiseksi, koska vaurioon liittyy kemiallinen hajoaminen (ketjun katkeaminen) sekä fyysinen uudelleenjärjestely.

Edellisen kuivan{0}}palon havaitseminen
Jos epäilet, että lämmitin on kuiva{0}}poltettu (jopa lyhyen aikaa), kolme testiä todistaa pysyvän vaurion:

Mikroskooppi: Leikkaa PFA-seinän{0}}poikkileikkaus. Tyhjät havaitaan mustina ympyröinä (5–50 µm) 200–500-kertaisella suurennuksella. Näkyvät ontelot viittaavat krooniseen vaurioon.

Tiheyden mittaus: Vaurioitumattoman PFA:n tiheys 2,13–2,16 g/cm3. Kuiva-poltettu PFA:n tiheys 2,05–2,10 g/cm3. Tyhjät ovat tärkeitä, jos tiheys putoaa 2 %.

Permeaatiotesti: Vertaa lämmittimen todellista HCl-läpäisynopeutta valmistajan standardiin. 30 %:n nousu vahvistaa aikaisemman kuivan-palon.

1. Korvauspäätös
Lämmittimelle, joka on kuivapoltettu vähintään 2 minuuttia:

Kriittinen kemiallinen palvelu (puolijohde, lääke) - vaihda viipymättä. Varhainen ytimen korroosio ja kylvyn kontaminaatio johtuu 40 %:n kasvusta tunkeutumisasteessa.

Ei-{0}}kriittinen teollisuuspalvelu: Käytä, kunnes läpäisynopeus ylittää prosessirajoitukset. Eristysvastus on tarkastettava säännöllisesti. Odotettavissa on 30–50 prosenttia lyhyempi käyttöikä.

Rakkulia tai sulamista. Vaihda heti Lämmitin menee huonosti.

Esimerkkikenttä
Pinnoitelaitos tyhjensi vahingossa säiliön PFA-lämmittimen ollessa päällä. Lämmitin kävi kuivana 3 minuuttia (arvioitu huippu 290 astetta), ennen kuin käyttäjät sammuttivat sen. Täyttö ja lämmitin näyttivät normaalilta ulkopuolelta (ei näkyviä rakkuloita). Kuitenkin 4 kuukauden kuluttua lämmittimessä oli maavika. Vian jälkeinen tutkimus osoitti PFA-seinämän suuren mikrohuokoisuuden (150 tyhjää tilaa/mm2) ja HCl:n läpäisyä lisääntyi kolminkertaiseksi, mikä syövyttää metalliytimen. Kuiva-paloton lämmitin samasta erästä kesti 3 vuotta pidempään. Kuiva{15}}lämmitin olisi pitänyt poistaa käytöstä, ei ottaa takaisin käyttöön.

Johtopäätös: Kuiva{0}}palo johtaa 30–50 % pysyvään läpäisevyyden paranemiseen
Pysyviä mikrorakenteellisia vaurioita havaitaan PFA-lämmittimessä kuiva{0}}2 minuutin ajan (vaipan huippulämpötila 280 astetta): ketjun katkeaminen (10-15 % molekyylipainon menetys), onteloiden muodostuminen (50-150 tyhjää tilaa/mm 2 ) ja amorfisen vapaan tilavuuden nousu. Jopa loputtoman jäähdytyksen jälkeen penetraatioaste on 40-60 % perustason yläpuolella. Lämmitin ei tule takaisin. Vaihda nopeasti elintärkeää palvelua varten. Ei-kriittisiä palveluita varten tarkkaile tarkasti ja odota lyhyempää käyttöikää Älä luota silmämääräiseen tarkastukseen – aukot ovat pieniä. Kiuas voi vaurioitua peruuttamattomasti, vaikka se näyttäisikin hyvältä. Kuivaa se kerran, älä koskaan luota siihen täysin. Vaihda tai alenna. Tyhjiö on ikuinen.