Il guasto per infragilimento dovuto all'invecchiamento ossidativo termico si riferisce al rivestimento in PFA che funziona a temperature elevate e continue a lungo-termine con ossigeno, aria calda e mezzo ossidante all'interno della tubazione. La catena principale del fluoropolimero subisce la scissione ossidativa, il peso molecolare diminuisce in modo significativo e all'interno del materiale vengono generati legami incrociati e gruppi fragili. Il rivestimento perde gradualmente elasticità e duttilità, diventando duro e fragile. In caso di leggero impatto del fluido, fluttuazione della pressione o alternanza della temperatura, compaiono enormi crepe e il rivestimento si rompe in fragili frammenti. I detriti scorrono lungo il canale e bloccano gomiti, raccordi a T e tubazioni di strumenti di piccolo calibro-; il liquido corrosivo penetra attraverso le fessure nell'interstrato, provocando la desquamazione di un'ampia-area del rivestimento e la fuoriuscita di ruggine dalla perforazione del substrato di acciaio. Questo cedimento dovuto all'invecchiamento è irreversibile e si verifica soprattutto in tubazioni di riscaldamento ad alta-temperatura con condizioni di lavoro aerobiche.
1. Degradazione termica dell'ossigeno e meccanismo di fragilità dei materiali
Le catene molecolari PFA innescano la scissione della catena ossidativa se esposte ad alte temperature e ossigeno per lungo tempo. Le lunghe catene polimeriche originali si spezzano in brevi frammenti, la forza di legame intermolecolare diminuisce drasticamente e il materiale perde la capacità di deformarsi e assorbire lo stress. Nel frattempo, la reazione di reticolazione parziale-rende il rivestimento rigido e fragile. Una volta applicata la forza esterna, le crepe si espandono rapidamente senza deformazione plastica, portando direttamente alla frattura fragile. Diversamente dall'infragilimento reversibile a bassa-temperatura, l'invecchiamento ossidativo termico è un danno chimico permanente alla struttura molecolare e, anche se la temperatura torna alla normalità, il rivestimento non può ripristinare la tenacità.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da ossidazione termica
Sezioni di tubazioni più vicine agli impianti di riscaldamento con la temperatura del mezzo sostenuta più alta;
Condutture a ramo morto in cui il fluido caldo è intrappolato e l'ossigeno si accumula per un'ossidazione statica a lungo-termine;
Parete interna superiore della conduttura dove l'aria si raccoglie e forma la zona di ossidazione della-fase gassosa ad alta-temperatura;
Aree di rivestimento sottili con spessore del materiale inferiore e tasso di degradazione ossidativa più rapida;
Flangiatura delle flange e riparazione di posizioni di toppe con difetti strutturali che facilmente diventano fonti di crepe dovute all'invecchiamento.
3. Fattori chiave che inducono l'accelerazione del fallimento dell'invecchiamento
Funzionamento a lungo termine-a surriscaldamento-temperatura che supera la temperatura di servizio continua consentita del materiale PFA;
Il sistema di tubazioni non riesce a scaricare completamente l'aria, l'ossigeno residuo partecipa alla reazione di ossidazione ad alta-temperatura;
Il mezzo convogliato contiene componenti ossidanti come perossido di idrogeno, cloro e forti ossidanti;
Nessuna manutenzione periodica per lo spegnimento, il rivestimento è continuamente esposto all'ambiente aerobico ad alta-temperatura tutto l'anno-;
La formula del rivestimento non aggiunge stabilizzatore anti-ossidante durante la lavorazione personalizzata.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Bloccare rigorosamente la temperatura del fluido entro l'intervallo di utilizzo a lungo termine-nominato del rivestimento in PFA
Eliminare l'ossidazione da surriscaldamento dalla fonte dei parametri operativi.
② Installare valvole di scarico automatiche nei punti più alti della tubazione per scaricare l'aria accumulata in tempo
Ridurre il contenuto di ossigeno all'interno della tubazione e rallentare la degradazione ossidativa.
③ Aggiungere un pretrattamento riducente di neutralizzazione ai mezzi ossidanti prima di entrare nelle tubazioni rivestite
Elimina le sostanze fortemente ossidanti che aggravano la frattura della catena molecolare.
④ Organizzare cicli periodici di ispezione e manutenzione dell'arresto per le sezioni della conduttura ad alta-temperatura
Evita operazioni di invecchiamento a ciclo lungo-ininterrotto.
⑤ Adotta un rivestimento in PFA modificato anti-ossidazione con stabilizzatore termico aggiunto per condizioni di lavoro aerobiche ad alta-temperatura
Migliora sostanzialmente la capacità del materiale di resistere all'invecchiamento termico.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di funzionamento e configurazione dei materiali | Rischio di invecchiamento per ossidazione termica | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Sovratemperatura-a lungo termine-+ accumulo di aria residua + rivestimento ordinario non modificato | Dopo un utilizzo a lungo termine-si verificano un indurimento e una fragile frammentazione del rivestimento dell'intero tubo | Sostituisci il rivestimento anti-ossidante e correggi il controllo della temperatura e il sistema di scarico |
| Limitazione dei parametri di temperatura + scarico forzato-punto alto + trattamento di riduzione dell'ossidazione medio | Rallenta efficacemente la scissione della catena molecolare e l'infragilimento irreversibile | Specifiche di funzionamento standard per tubazioni di riscaldamento rivestite in PFA aerobico ad alta-temperatura |
| Rivestimento antietà modificato con stabilizzatore-+ monitoraggio della temperatura-in tempo reale + rilevamento endoscopico annuale dell'invecchiamento | Rischi estremamente bassi per la sicurezza dovuti a rottura fragile del rivestimento e perdite tra gli strati | Schema preferito per progetti di reti di tubazioni di riscaldamento anticorrosione a ciclo lungo-processo termico |
Conclusione
Il cedimento dovuto all'invecchiamento ossidativo termico del rivestimento in PFA è causato dall'alta temperatura e dall'ossigeno che distruggono congiuntamente la struttura molecolare del polimero, portando a un infragilimento da indurimento irreversibile e alla fragile frammentazione del rivestimento. Le principali misure di prevenzione includono la standardizzazione del controllo della temperatura per evitare il surriscaldamento, lo scarico del gas accumulato nella tubazione, la riduzione delle proprietà ossidanti del mezzo, l'impostazione di cicli di manutenzione periodici e la selezione di materiali di rivestimento modificati anti-ossidativi. La gestione a ciclo chiuso- dell'intero processo del controllo dei parametri operativi, della configurazione ausiliaria della tubazione e della selezione mirata dei materiali può eliminare il blocco della tubazione e gli incidenti dovuti a perdite di fluido causati dall'invecchiamento termico e dall'infragilimento dei tubi riscaldanti rivestiti in PFA.
