Il guasto del foro stenopeico per rottura elettrostatica si riferisce al rivestimento in PFA non-conduttivo che accumula continuamente cariche statiche sulla sua superficie interna durante il flusso ad alta-velocità di solvente organico, idrocarburo liquido e mezzo a bassa-conduttività. Quando il potenziale elettrostatico si accumula fino alla soglia di rottura, la scarica istantanea della scintilla penetra nel rivestimento per formare piccoli fori passanti. Il mezzo corrosivo penetra nell'interstrato tra il rivestimento e il tubo di base in acciaio, provocando la corrosione del metallo di base e la desquamazione delle bolle tra lo strato intermedio. Nei casi più gravi, le scintille elettrostatiche possono accendere il mezzo di processo infiammabile e innescare rischi di esplosione. Questo guasto si verifica frequentemente nelle tubazioni che trasportano solventi organici puri, liquidi chimici a bassa-polarità e mezzi non conduttivi-a flusso elevato.
1. Meccanismo di accumulo e perforazione di rottura della carica statica
Il PFA è un eccellente isolante elettrico con conduttività estremamente bassa. Quando il fluido a bassa-conduttività scorre ad alta velocità e sfrega contro la parete interna del rivestimento, si verifica la separazione della carica nell'interfaccia a due-fasi. Le cariche positive e negative si separano e si raccolgono rispettivamente sulla superficie del rivestimento e sul fluido. Poiché lo strato fluoroplastico non può condurre l'elettricità statica al tubo esterno in acciaio per il rilascio, la differenza di potenziale continua ad aumentare finché l'intensità del campo elettrico non supera il limite di tensione di tenuta dielettrica del materiale PFA. Uno stretto canale conduttivo della scintilla viene formato istantaneamente per praticare un microforo passante-sul rivestimento. A differenza della foratura meccanica causata dall'impatto di corpi estranei, questo danno è un difetto di rottura dielettrica con apertura estremamente piccola e forte occultamento nella fase iniziale.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da guasto statico
Sezioni di tubi diritti di uscita della pompa con massima velocità di flusso e forte elettrificazione per attrito del fluido;
Posizioni a gomito e a T con drastico cambio di direzione del flusso e intensificata separazione della carica di turbolenza;
Sezioni di tubi riduttori in cui la velocità del flusso aumenta e la velocità di accumulo statico accelera bruscamente;
Gasdotti rettilinei a lunga distanza senza punti di eliminazione statica lungo il percorso;
Sezioni bifase-di gas-liquido a due{2}}punti elevati con violento attrito tra il liquido e le bolle.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione del guasto statico
Il mezzo convogliato ha una conduttività ultra-bassa e manca di ioni liberi per neutralizzare le cariche statiche;
Il sistema di tubazioni non è dotato di dispositivi di messa a terra statica e di eliminazione statica;
La portata operativa supera il limite di progettazione anti-statica, determinando un rapido accumulo di carica;
Il rivestimento è una formula isolante pura senza modifiche conduttive e funzione di dissipazione statica;
Il sistema non è dotato di tenuta a gas inerte, le bolle d'aria si mescolano nel mezzo per aggravare l'elettrificazione dell'attrito.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Adotta un rivestimento in PFA conduttivo modificato anti-statico per tubazioni infiammabili e a bassa-conduttività media
Consente la perdita di carica verso il tubo esterno in acciaio attraverso il rivestimento stesso.
② Predisporre una messa a terra affidabile multi-punto per l'intera rete di tubazioni in acciaio per introdurre elettricità statica nella terra
Formare un circuito di scarica completo per eliminare fondamentalmente la differenza di potenziale.
③ Limitare la velocità del flusso della tubazione rigorosamente in base alle specifiche di progettazione anti-statiche
Ridurre l'attrito dell'interfaccia e la velocità di generazione della carica alla fonte.
④ Installare eliminatori statici in linea e apparecchiature di neutralizzazione degli ioni nelle sezioni chiave dei tubi
Neutralizza attivamente le cariche elettrostatiche accumulate in tempo reale.
⑤ Eseguire regolarmente il rilevamento delle perdite di scintille e il test di rigidità dielettrica del rivestimento sulle tubazioni rivestite
Eliminare i piccoli fori di rottura prima che si verifichi una perdita media.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di progettazione e messa a terra della pipeline | Rischio di guasto elettrostatico | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Rivestimento isolante puro + nessuna messa a terra del sistema + portata eccessiva-limitata | Fori di spillo di rottura statica compaiono durante un breve ciclo operativo | Sostituisci con un rivestimento anti-statico e completa la trasformazione della messa a terra della tubazione |
| Rivestimento conduttivo modificato + messa a terra completa-del sistema + limitazione dell'interblocco della portata | Evita efficacemente l'accumulo di carica e la rottura dielettrica | Specifiche di progettazione di sicurezza standard per tubazioni di riscaldamento rivestite in PFA con solvente infiammabile |
| Monitoraggio statico distribuito + neutralizzazione ionica automatica + controllo annuale delle prestazioni dielettriche | Pericolo nascosto di perforazione di rottura estremamente bassa e esplosione di incendio | Schema preferito per reti di tubazioni di riscaldamento anticorrosive per prodotti petrolchimici e infiammabili |
Conclusione
Il guasto di penetrazione delle scariche elettrostatiche del rivestimento in PFA ha origine dall'elettrificazione per attrito del mezzo a bassa-conduttività sul rivestimento isolante, con conseguente accumulo di carica e perforazione di scintille di rottura dielettrica. Gli approcci principali alla prevenzione includono l'uso di materiali di rivestimento antistatici conduttivi-, l'implementazione di una protezione completa per la messa a terra delle tubazioni, il controllo della velocità media del flusso, la configurazione di apparecchiature attive per l'eliminazione dell'elettricità statica e il rafforzamento dell'ispezione dielettrica regolare. La gestione a ciclo chiuso- dell'intero processo (selezione dei materiali, progettazione della messa a terra del sistema e controllo dei parametri di processo) può prevenire perdite di fori stenopeici nel rivestimento e incidenti antincendio indotti dalla rottura elettrostatica dei tubi riscaldanti rivestiti in PFA.
