Зашто ПФА грејач који је био сув-запаљен 2 минута показује 40% већу стопу пропусности чак и након хлађења?

После сувог{0}}пожара (рад на ваздуху или пари без течног хлађења) од само 2 минута, ПФА грејач ће претрпети трајна микроструктурна оштећења. Спољна површина ПФА је 250 - 350 степен са унутрашњом површином (према металном језгру) слична. Полимер се не враћа у првобитно стање чак ни након хлађења. Термичка деградација доводи до формирања микроскопских празнина (пречника 5–50 µм) у ПФА матрици, повећања аморфне слободне запремине од 15–25 % и смањења молекулске тежине за 10–30 %. Ове модификације опстају при хлађењу и трајно побољшавају стопу пропусности за све будуће услуге за 30-50%. Ако се грејач ложи на суво 2 минута на 300 степени, стопа пенетрације ХЦл или водене паре је 40% већа од основне вредности током остатка његовог животног века, без обзира на хлађење. Грејач је трајно оштећен и његово хлађење неће поништити штету. Такве грејаче треба заменити, а не враћати у кључну употребу.

Микроструктурна оштећења од суве ватре
Током суве{0}}пожаре, ПФА се мења четири пута неповратно:

Сечење ланца: топлотна енергија ломи Ц-Ф и Ц-Ц везе и смањује молекулску тежину са 300 кДа на 200-250 кДа. Што је мања молекулска тежина, већа је мобилност и дифузивност ланца.

Формирање шупљина: Преостала влага (100–500 ппм) одмах испарава и ствара сферне шупљине пречника 5–50 µм. Празнине су пречице за трајне молекуле.

Експанзија аморфне фазе: Делимично топљење и рекристализација аморфних региона у отворенију структуру, повећавајући слободну запремину за 15-25%.

Површинска оксидација: Напољу од 50 – 100 µм ствара се крхки слој оксида (карбонил и карбоксилне групе). Како се хлади, овај слој се ломи, обезбеђујући друге пролазе.

Ове измене су трајне, пошто испод 300 степени полимер не може поново-укрстити-повезати или поправити слободна места. Нормалне радне температуре (100–200 степени) немају довољно енергије за поновно-уплетање ланца или затварање шупљина.

Повећање брзине пропусности након суве{0}}пожаре (тестирано на 80 степени, 30% ХЦл)
Време суве ватре (мин) Максимална температура омотача (степен) Губитак тежине (%) Густина шупљина (празнине/мм2) Брзина пропуштања (г/м2•дан) Повећање у односу на основну линију (%)
0 (основна линија) 80 0% 0 0.8-1.2 0% 0,5 (30 сек) 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 (топити) 20-30% 500+ 2.5-4.0 150-250%
Брзина пропуштања грејача који је сув-паљен 2 минута (врх од 280 степени) се повећава за 40–60% током неограниченог периода. Брзина се не опоравља након 1000 сати нормалног мокрог рада.

Зашто хлађење не враћа отпорност на пермеацију
Хлађење смањује величину полимера без затварања шупљина или обнављања молекулске тежине. Ове рупе су трајне јер су се полимерни ланци који су некада заузимали ту запремину растворили у испарљиве олигомере који су побегли. Ништа што би попунило празнину. Ланци су се преоријентисали у мање густо паковање током екскурзије високе температуре што је резултирало трајним ширењем аморфне слободне запремине. То је као жарење метала-трајно утичете на микроструктуру.“ За разлику од метала, ПФА се не може поново-зажарити да би се преокренула оштећења пошто оштећење укључује хемијски распад (прекидање ланца) као и физичко преуређење.

Детекција претходног сувог{0}}пожара
Ако сумњате да је грејач на суво{0}}паљен (чак и на кратко), три теста ће показати трајно оштећење:

Микроскоп: исеците попречни пресек{0}} ПФА зида. Празнине се посматрају као црни кругови (5–50 µм) при увећању од 200–500×. Видљиве шупљине указују на хронична оштећења.

Мерење густине: Неоштећена густина ПФА 2,13–2,16 г/цм3. Празнине у сувом{3}}печеном ПФА густине 2,05–2,10 г/цм3. Празнине су важне ако густина падне за 2%.

Тест пермеације: Упоредите стварну брзину пропусности ХЦл грејача са стандардом произвођача. Пораст од 30% потврђује ранији суви-пожар.

1. Одлука о замени
За грејач који је ложен на суво 2 минута или више:

Критични хемијски сервис (полупроводници, фармацеутски) - замените одмах. Рана корозија језгра и контаминација купатила ће бити последица повећања стопе пенетрације од 40%.

Не-критична индустријска услуга: Користите док стопа пропусности не премаши ограничења процеса. Отпор изолације треба периодично проверавати. Очекујте животни век који је 30-50 процената краћи.

Присуство пликова или топљење. Замените одмах Грејач се поквари.

Пример поља
Постројење за оплату је ненамерно испразнило резервоар са ПФА грејачем под напоном. Грејач је био сув 3 минута (процењени максимум од 290 степени) пре него што су га оператери искључили. Пуњење и грејач су споља изгледали нормално (без видљивих пликова). Међутим, након 4 месеца грејач је имао квар на земљи. Истрага након{7}}квара је показала висок ниво микропразнина у ПФА зиду (150 шупљина/мм2) и пропусност ХЦл повећана 3×, кородирајуће метално језгро. Суви-грејач без ватре из исте серије трајао је 3 године дуже. Грејач на суво{15}}огоревање је требало да се повуче, а не да се врати у рад.

Закључак: Сува{0}}ватра резултира трајним повећањем пропусности за 30–50%
Трајно микроструктурно оштећење се види у ПФА грејачу који је сув-печен 2 мин (вршна температура омотача 280 степени): сечење ланца (10-15% губитка молекулске тежине), формирање шупљина (50-150 шупљина/мм 2 ) и повећање слободног аморфног волумена. Чак и након неограниченог хлађења, стопа пенетрације је 40-60% изнад основне линије. Грејач се не враћа. Замените одмах за виталну услугу. За услуге које нису{17}}критичне, пажљиво пратите и очекујте краћи век трајања. Не верујте визуелном прегледу – празнине су мале. Грејач се може непоправљиво оштетити чак и ако изгледа добро. Испалите га једном, никад му не верујте потпуно. Замените или смањите стопу. Вакум је вечан.