Защо неправилно подбраните уплътнения на нагревателните тръби ускоряват корозията и изтичането на оборудването

# Каква е причината за ускоряването на корозията на оборудването и изтичането, когато уплътненията на нагревателната тръба не са правилно съвпадащи? Уплътнителните уплътнения са от съществено значение за предотвратяване на изтичане на среда във всички портове за свързване на нагревателни тръби, фланцови съединения и преходни секции от кварц-метал. Множество скрити рискове от корозия ще бъдат инициирани при ставите, ако се използват уплътнения с несъответстващи материали, стареене, неправилна дебелина или неправилен монтаж. Тези рискове включват напукване от термичен стрес, улавяне на остатъчна корозивна течност, мъртви зони на биофилм и образуване на галванични елементи. Тези точки на корозия на ставите често се пренебрегват по време на ежедневните патрули и служат като първоначални места за повреда на отоплителната система. Следващата таблица очертава циклите на подмяна, опасностите и съответните стандарти за четири материала на нагревателните тръби.|Материал на нагревателната тръба|Стандартно съвпадение на материала на уплътнението|Опасност от несъответстващо уплътнение|Типичен феномен на ставна недостатъчност|Задължителен цикъл на смяна|| ----|----|----|----|----|| 316 неръждаема стомана|PTFE / експандиран PTFE уплътнения|Гуменото уплътнение абсорбира киселина и основи, разлага се до освобождаване на хлорид; различно метално уплътнение създава галванична корозия|Заваряване на фланеца, локално изтичане на ръжда по ставите|На всеки 6 месеца; заменете след 2 партиди дезинфекция при висока температура|| Титан клас 2|Еластично уплътнение от чист PTFE (без метален пълнител)|Уплътнение, напълнено с въглеродна стомана/метал, контактува с титан, за да образува галванична клетка; гумените уплътнения улавят остатъците от флуорид|Млечно равномерен ецващ пръстен при съединението на тръбата, непрекъснат спад на потенциала|На всеки 4 месеца; сменете, ако видима деформация на уплътнението|| Нагревател с PFA покритие|Удебелено меко PTFE уплътнение|Твърдите метални уплътнения надраскват PFA покритието при затягане; обикновената гума набъбва от гореща основа|Покритие, проникваща драскотина на фланеца, мехури на междинен слой под драскотина|На всеки 6 месеца; замени след разглобяване|| Кварцово стъкло|PTFE композитно буферно уплътнение с еластичен междинен слой|Твърди метални/твърди пластмасови уплътнения предават термично напрежение директно, притискат кварца, за да образуват микропукнатини|Напукване на кварцова нишка, просмукване на течност при съединение|На всеки 3 месеца; заменете след демонтиране|## 1. Несъответстващите уплътнения са причина за четири централни механизма на корозия. ### ① Галванична корозия между проводими материали, които са различни Електродните потенциали на титан и неръждаема стомана са различни. Пълна галванична верига между титан и чужд метал се формира, когато при фланците на титановата тръба се използват подсилени с метал уплътнения, поддържащи пръстени от въглеродна стомана или медни уплътнения. Пасивиращият филм TiO₂ се разтваря непрекъснато, което води до образуването на кръг от млечни ецващи маркировки по контактната линия на уплътнението. Титанът служи като жертвен анод. В рамките на период от 1-2 месеца корозията ще стане очевидна дори в най-малките контактни зони. ### ② Корозивните йони в уплътнителните междини се засилват от разграждането на уплътнението. Алкална почистваща течност, органична среда и флуорна киселина се абсорбират от обикновен нитрилен каучук, силиконова гума и EPDM уплътнения по време на продължителна работа при висока температура. Разграждането на каучука се ускорява от високи температури, които освобождават хлорид, серни йони и остатъчен флуорид, които се улавят в тясната междина между уплътнението и стената на тръбата. Устойчивата локална висококорозионна микросреда, която се образува в затворената мъртва зона, не може да бъде промита от CIP течност и атакува предпочитано заварки, титанови повърхности и ръбове на покритието. #### ③ Мъртвата зона на натрупване на биофилм се определя от тясната междина на затваряне Малки застояли празнини се създават между уплътнението и външната стена на нагревателната тръба поради неправилно тънки уплътнения или разхлабени скоби. В празнината средната утайка, мицелът и протеиновите отлагания се утаяват и не могат да бъдат изчистени от циркулиращата течност, което води до бързо образуване на плътен биофилм. По време на рутинно визуално наблюдение уплътнението прикрива корозията на клетките за концентрация на кислород по протежение на обиколката на ставата, което го прави невъзможно да се наблюдава. Тази скрита зона на корозия на биофилма е източникът на по-голямата част от неизправностите на фланеца. ### ④ Щетите от термичен стрес се влошават от твърди, несъответстващи уплътнения Еластични буферни уплътнения се използват от кварцови и PFA облицовки, за да компенсират разликата в термичното разширение, която възниква по време на циклите старт-стоп. Уплътненията от твърд метал или твърда пластмаса не могат да се деформират, за да поемат напрежението на разширение: - В кварца напрежението от многократното екструдиране е концентрирано в корените на резбата, което води до образуването на невидими микропукнатини, които се разширяват с всеки термичен цикъл. - За PFA покритието периферните следи от натиск върху флуоропластичния слой са причинени от твърди уплътнения по време на затягане на болтовете, което отваря постоянни алкални инфилтрационни канали. ## 2. Развитие на специфичните за материала щети при наличие на неправилно съвпадение на уплътнението ### Фланцови съединения от неръждаема стомана 316 Най-честата грешка е използването на гумени уплътнения, които не са устойчиви на химикали. Каучуковата матрица се прониква от гореща основа, която я разлага, освобождавайки хлоридни йони, които се концентрират в цепнатината на фланеца. Хромният пасивен филм на ръба на заваръчния шев се разтваря бързо, което води до образуването на точковидни пръстени около съединението. Ако се използват метални спирално навити уплътнения без PTFE покритие, металната лента контактува директно с неръждаема стомана, което води до лека галванична корозия и ускорено изтъняване на заваръчния шев. ### Титаниеви тръбни връзки на титанови контури от степен 2 са забранени за използване на композитни уплътнения с метален пълнеж. Микрогалваничен елемент може да бъде установен дори от най-малката контактна точка с метален пълнеж. Следи от флуорид се адсорбират от биофилм, който е ограничен под уплътнението, което води до образуването на пръстеновидна млечно ецваща лента около края на тръбата. Това локализирано увреждане не се открива чрез ежедневно наблюдение на разтворения кислород; само тримесечно сканиране на потенциала на цялата тръба може да улови пръстена с нисък потенциал на фланците. ### Нагревателни фланци с облицовка от PFA Периферните драскотини върху мекото PFA покритие в отвора на фланеца се причиняват от твърди уплътнения или прекалено затегнати болтове. CIP алкалната течност се натрупва между покритието и субстрата от въглеродна стомана, което води до разширяване на междинните слоеве навътре по протежение на покритието след многократни цикли на нагряване. Това се случва, когато течността проникне в пролуките на драскотините. Мехури в близост до фланците не се виждат при наблюдение на повърхността, докато местното покритие не се издуе и не се спука, позволявайки на водата от ръжда да излезе. ### Резбови съединения от кварцово стъкло Твърдите метални фланци директно компресират кварца по време на топлинно разширение в отсъствието на еластични PTFE буферни уплътнения. Коренът на нишката е първоначалното място на микропукнатини, а ширината на пукнатината се увеличава с всеки цикъл студено-горещо. Вътрешното напрежение се увеличава значително, когато течността проникне в пукнатини, което в крайна сметка води до внезапно крехко разкъсване на кварцовото съединение по време на нагряване, което води до пълна загуба на ферментационен бульон. ## 3. Грешки, свързани с уплътненията, които често се срещат на строителните площадки 1. Резервните уплътнения се използват по смесен начин: спираловидни уплътнения, изработени от метал или гума, се монтират на случаен принцип, без оглед на материала на нагревателната тръба. 2. За да намалите цената на резервните части, преназначете деформирани, остарели уплътнения след разглобяване на оборудването. 3. За да предотвратите незначително просмукване, екструдирайте уплътненията и надраскайте повърхността на тръбата, затегнете прекалено болтовете на фланеца. 4. Удължете сервизния цикъл на уплътнението за неопределено време, като подмяната се извършва само след видимо изтичане на течност. 5. Временно елиминирайте уплътненията по време на поддръжката и използвайте затягане метал към метал, за да улесните бързото възобновяване. ## 4. Съвпадение на стандартно уплътнение за пълен процес и контрол на поддръжката 1. За да предотвратите смесена употреба, организирайте резервните уплътнения според материала на нагревателната тръба и ги съхранявайте в цветно кодирани кутии за съхранение с ясни етикети. Подсилените с метал уплътнения са забранени за титаниево и кварцово оборудване. 2. Приемете задължително правило за еднократна употреба след разглобяване: всяко уплътнение, което се отстранява от фланците, трябва да се смени с ново; повторното инсталиране е забранено. 3. Стандартизирайте операцията по затягане на болта: за да предотвратите локално екструдиране на уплътнението и повреда на покритието/кварцовото надраскване, затегнете болта напречно с еднакъв въртящ момент. 4. Организирайте периодичната смяна на уплътнението в съответствие с цикъла на материала. За целите на проследяването, посочете датата на смяната върху външната стена на фланеца. 5. Концентрирайте се върху инспекцията на фланцовите съединения по време на ежедневните патрули: наблюдавайте за незначително просмукване на течност, остатъци от разлагане на бяло уплътнение и локално обезцветяване на тръбата. Ако се наблюдават необичайни признаци, ускорете графика за смяна на уплътнението. ## Резюме Галванична корозия, йонно обогатяване, отлагане на биофилм и напукване от термичен стрес се инициират от наличието на скрити, тесни мъртви зони при фланците на нагревателните тръби и преходните съединения, които са резултат от неправилно съчетани, остарели или използвани повторно уплътнения. Най-ранната точка на изтичане от целия цикъл на нагряване е корозията на съединението, която напредва скрито под уплътнението. За да се намалят скритите рискове от корозия на фланеца и да се удължи цялостният експлоатационен живот на сноповете нагревателни тръби, наложително е да се прилагат строги разпоредби за съвпадение на материалите, последователна подмяна и стандартизиран въртящ момент при монтаж. Тези мерки са достъпни и ефективни.