Il guasto di perforazione per guasto elettrostatico si riferisce al solvente organico a bassa-conduttività, al mezzo oleoso che scorre ad alta velocità all'interno di tubazioni rivestite in PFA. La separazione per attrito avviene tra il fluido e il rivestimento fluoroplastico, generando una grande quantità di carica statica che non può essere condotta e rilasciata nel tempo. La tensione statica si accumula continuamente per formare un'elevata differenza di potenziale. Una volta che l'intensità del campo elettrico supera la soglia di rottura dielettrica del materiale PFA, la scintilla di scarica elettrostatica penetra nel rivestimento per formare fori stenopeici. Il mezzo infiammabile ed esplosivo viene acceso da scintille elettriche per innescare incendi o deflagrazioni; il liquido corrosivo permea il foro stenopeico nell'intercalare, causando la desquamazione delle bolle del rivestimento e perdite per corrosione del tubo di base. Questo pericolo nascosto è evidente nelle condutture che trasportano solventi organici puri e idrocarburi.
1. Meccanismo di generazione statica e di rottura dielettrica
Il PFA è un eccellente materiale isolante con conduttività estremamente bassa. Quando un liquido non-conduttivo scorre e sfrega contro la parete interna del rivestimento, le cariche positive e negative si separano secondo la sequenza triboelettrica. Il tubo esterno in acciaio è normalmente collegato a terra, mentre il rivestimento isolante intrappola le cariche statiche sulla sua superficie interna. Con la circolazione continua del mezzo, il potenziale statico aumenta notevolmente all'interno della tubazione. Quando il campo elettrico supera la rigidità dielettrica del materiale, la scarica dell'arco localizzato perfora istantaneamente il rivestimento. A differenza della foratura meccanica con evidenti tracce di graffio, il danno elettrostatico presenta piccoli fori rotondi con bordi bruciati carbonizzati sul rivestimento. Il punto di danno è altamente casuale e difficile da rilevare nell'ispezione quotidiana dell'aspetto.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da guasto statico
Sezioni di uscita della pompa con la massima velocità del flusso e la più forte elettrificazione dell'attrito del fluido;
Gomiti, raccordi a T e riduttori con drastica turbolenza del flusso e separazione di carica intensificata;
Lunghe tubazioni rettilinee senza punti di eliminazione statica intermedi per l'accumulo di carica;
Tubi ciechi e tubi morti dove si accumulano cariche elettrostatiche che non possono essere portate via;
Tubazioni appena messe in servizio senza trattamento di eliminazione statica durante l'alimentazione iniziale.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione del guasto statico
Il mezzo convogliato è un solvente non conduttivo-di elevata purezza-senza l'aggiunta di un agente conduttivo anti-statico;
L'intera struttura rivestita della tubazione è completamente isolata, priva di canali conduttivi tra il rivestimento e il tubo d'acciaio messo a terra;
La velocità del flusso del sistema è troppo elevata, aumentando notevolmente l'efficienza della generazione statica dell'attrito;
Nessun dispositivo di messa a terra statica e di eliminazione degli ioni installato nei nodi chiave della pipeline;
L'ambiente ambientale è secco con una bassa umidità dell'aria, che indebolisce la naturale dissipazione statica nello spazio della tubazione.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Aggiungere additivi anti-statici conduttivi in tracce nel mezzo di processo isolante
Migliora la conduttività media per realizzare l'auto-dissipazione della carica durante il flusso.
② Adottare una rete metallica conduttiva incorporata o un rivestimento in PFA anti- modificato conduttivo drogato
Costruire un percorso conduttivo permanente tra il rivestimento e il substrato in acciaio messo a terra.
③ Installare eliminatori statici e anelli di messa a terra sulle uscite della pompa, sui gomiti e sulle sezioni di tubo lunghe
Guidare forzatamente le cariche statiche accumulate nel circuito di terra.
④ Limitare la velocità del flusso medio al di sotto della portata critica di generazione elettrostatica specificata per i tubi rivestiti
Ridurre la fonte di generazione della carica dai parametri operativi.
⑤ Testare regolarmente la resistenza dell'isolamento della tubazione e la continuità della messa a terra
Elimina i pericoli nascosti legati alla disconnessione della messa a terra e al guasto dei passaggi di rilascio statico.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di configurazione anti-statica pipeline e media | Rischio di guasto statico | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Rivestimento isolante puro + mezzo non-conduttivo + nessuna misura di messa a terra | Durante il funzionamento a lungo-termine si verificano perforazioni casuali di scintille e persino rischi di esplosione | Retrofit del rivestimento conduttivo e del sistema di messa a terra distribuito per l'eliminazione dell'elettricità statica |
| Regolazione media conducibilità + punti di messa a terra fissi + controllo limitazione portata | Sopprime efficacemente l'accumulo di carica statica e la rottura dielettrica | Specifiche di progettazione di sicurezza standard per il trasporto di solventi condotte di riscaldamento rivestite in PFA |
| Rivestimento conduttivo integrale + monitoraggio del potenziale elettrostatico online + ispezione mensile del circuito di messa a terra | Rischi estremamente bassi per la sicurezza della perforazione del foro stenopeico e dell'esplosione di incendio | Schema preferito per la rete di tubazioni di riscaldamento anticorrosione anti-corrosione di solventi petrolchimici |
Conclusione
Il guasto da guasto elettrostatico del rivestimento in PFA ha origine dalla carica triboelettrica tra il mezzo isolante e il rivestimento isolante, che porta all'accumulo di carica e alla scintilla dell'arco che perfora il rivestimento. Le principali misure di prevenzione includono la modifica della conduttività del mezzo, l'adozione di una struttura di rivestimento conduttivo antistatico, la predisposizione di strutture per l'eliminazione dell'elettricità statica su più punti di messa a terra, la limitazione della velocità eccessiva del flusso e la verifica periodica dell'affidabilità della messa a terra. La gestione a ciclo chiuso- dell'intero processo della selezione personalizzata dei materiali, della configurazione di sicurezza della tubazione e dell'ispezione elettrica può eliminare gli incendi e le perdite del fluido causate dalla perforazione elettrostatica dei tubi riscaldanti rivestiti in PFA.
