Il fallimento dell'assottigliamento per erosione e abrasione si riferisce a particelle solide, precipitati di cristalli e fluidi abrasivi ad alta- velocità nel mezzo di trasporto che colpiscono e sfregano continuamente la parete interna del rivestimento in PFA ad alta velocità di flusso. La superficie fluoroplastica viene gradualmente rimossa strato dopo strato, lo spessore del rivestimento continua a diminuire localmente finché la penetrazione completa non forma una perdita stenopeica. Il mezzo corrosivo invade lo strato intermedio di collegamento tra il rivestimento e il tubo in acciaio, provocando il distacco di un'ampia-area del rivestimento e la corrosione del tubo di base. I detriti di usura del rivestimento caduti e le impurità di media solidità possono facilmente bloccare gomiti, rami a T e tubazioni di decollo degli strumenti. Questo guasto si verifica principalmente nelle tubazioni di circolazione con portata elevata e trascinamento di particelle solide.
1. Meccanismo di abrasione fluida e stratificata
Il PFA ha un'eccellente resistenza alla corrosione chimica ma prestazioni limitate contro l'-usura da impatto contro il flusso di particelle ad alta-velocità. Quando il mezzo che trasporta impurità solide scorre attraverso la tubazione ad alta velocità, le particelle dure producono micro-tagli continui e impatti di collisione sulla superficie del rivestimento. Il materiale polimerico si stacca in minuscoli frammenti dallo strato superficiale e lo spessore della parete del rivestimento si riduce complessivamente con il funzionamento a lungo termine. Nelle posizioni di svolta della direzione del flusso, il fluido forma un vortice turbolento, che intensifica notevolmente l'attrito e la forza d'impatto, rendendo il tasso di usura locale del rivestimento molto più elevato rispetto alle sezioni di tubo diritte. Diversamente dal danno da permeazione di solvente causato dall'infiltrazione chimica, questo guasto appartiene alla pura perdita meccanica di materiale indotta dall'azione fluidodinamica.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da erosione
Sezioni di tubi diritti di uscita della pompa con la massima velocità di flusso e il più forte effetto di pulizia delle particelle;
L'arco interno del gomito e le facce dello shunt a T dove la direzione del flusso cambia drasticamente e l'impatto si concentra;
Riduzione tratti di tubazione con aumento repentino della velocità del flusso ed aggravamento dell'abrasione turbolenta;
Tratti orizzontali inferiori della tubazione dove le particelle solide si depositano e scivolano a lungo lungo il rivestimento;
Tubi di derivazione-di piccolo calibro e ugelli di campionamento con canali stretti e flusso locale accelerato.
3. Fattori fondamentali che inducono l'accelerazione del cedimento dell'abrasione
Un gran numero di particelle solide, cristalli e impurità meccaniche vengono miscelati nel mezzo del processo senza filtrazione-frontend;
La portata operativa del sistema è di gran lunga superiore al limite di progettazione anti-abrasione delle tubazioni rivestite;
Il layout della pipeline è privo di strutture tampone e di deviazione, il che comporta un impatto diretto del fluido ad alta velocità-sul rivestimento;
Il rivestimento adotta la formula standard convenzionale senza trattamento di rinforzo modificato-resistente all'usura;
Funzionamento a circolazione ininterrotta a lungo-termine senza pulizia regolare dei sedimenti della tubazione e delle impurità accumulate.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Installare filtri di tipo Y- e cartucce filtranti di precisione all'ingresso della tubazione per intercettare le impurità del particolato solido
Eliminare sostanzialmente la fonte di abrasione prima che il fluido entri nella sezione del tubo rivestito.
② Limitare rigorosamente la velocità del flusso del sistema entro l'intervallo consentito di anti-abrasione del rivestimento in PFA
Ridurre l'energia cinetica dell'impatto del fluido e la forza di taglio delle particelle dal lato dei parametri operativi.
③ Aggiungere deflettori buffer e strutture di guida del flusso sui gomiti e sulle posizioni vulnerabili dei T
Trasformare l'impatto diretto in flusso tangenziale per indebolire l'abrasione turbolenta locale.
④ Adotta un rivestimento in PFA modificato con riempitivo resistente all'usura-per condizioni di lavoro con un mezzo di particelle inevitabile
Migliora la durezza superficiale e le prestazioni anti-strappo del materiale di rivestimento.
⑤ Effettuare regolarmente l'ispezione endoscopica dello spessore e la pulizia del pigging della tubazione
Rimuovere le particelle depositate e verificare preventivamente lo spessore residuo del rivestimento.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di filtraggio e funzionamento | Rischio di erosione e perforazione | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Nessuna filtrazione front-end + portata oltre-limite + rivestimento ordinario | La perdita di penetrazione dell'assottigliamento del rivestimento locale si verifica durante il funzionamento a medio-termine | Aggiungere apparecchiature di filtraggio e regolare i parametri di flusso, sostituire i raccordi dei tubi molto usurati |
| Intercettazione delle impurità front-end + controllo dei parametri di portata + ottimizzazione della guida del flusso delle parti vulnerabili | Rallenta efficacemente lo strippaggio degli strati superficiali e la perdita di spessore delle pareti | Specifiche di progettazione standard per condotte di trasporto di riscaldamento rivestite in PFA medio contenente particelle- |
| Fodera modificata-resistente all'usura + monitoraggio del flusso-in tempo reale + rilevamento trimestrale dell'usura interna | Perdita estremamente bassa di perforazione del rivestimento e pericolo nascosto di blocco della tubazione | Schema preferito per progetti di reti di tubazioni di riscaldamento a medio contenuto anticorrosione-contenente liquame e cristalli |
Conclusione
Il cedimento dovuto all'erosione e all'abrasione del rivestimento in PFA è causato da fluidi ad alta velocità e particelle solide trascinate che colpiscono e raschiano continuamente la parete interna, determinando un progressivo assottigliamento e penetrazione del rivestimento. Gli approcci principali alla prevenzione includono la configurazione di strutture di filtraggio front-end per rimuovere le impurità particellari, il controllo della velocità del flusso della pipeline, l'ottimizzazione della struttura della pipeline per evitare impatti diretti, la selezione di materiali di rivestimento modificati resistenti all'usura-e l'organizzazione di ispezioni periodiche e pulizia della pipeline. La gestione a ciclo chiuso dell'intero processo-del pretrattamento del fluido, il controllo dei parametri di processo e la manutenzione ordinaria della tubazione possono prevenire perdite del fluido e incidenti di arresto del sistema causati da danni da abrasione dei tubi di riscaldamento rivestiti in PFA.
