Il fallimento della frammentazione dell'invecchiamento per ossidazione termica si riferisce al rivestimento in PFA che funziona in un ambiente ad alta temperatura-continuo a lungo termine con permeazione di ossigeno. La catena molecolare del polimero subisce la scissione ossidativa e la reazione di reticolazione passo dopo passo, il materiale perde gradualmente flessibilità e duttilità e si trasforma in uno stato duro e fragile. In caso di leggere fluttuazioni di pressione, colpi d'ariete o vibrazioni della tubazione, le crepe si espandono su tutta la superficie del rivestimento, seguite da un'ampia-frammentazione, polverizzazione e distacco dalla parete interna del tubo d'acciaio. I frammenti di fluoroplastica staccati bloccano i passaggi del tubo e il mezzo corrosivo entra direttamente in contatto con il tubo di base per provocare una rapida penetrazione della ruggine e perdite. Questo guasto è dovuto alla degradazione chimica irreversibile dei materiali polimerici, che si verifica principalmente nelle condotte di riscaldamento ad alta-temperatura con servizio a lungo-temperatura-a lungo termine e insufficiente isolamento dell'ossigeno.
1. Meccanismo di invecchiamento per ossidazione termica e degradazione della fragilità
Il fluoropolimero PFA mantiene la struttura molecolare stabile entro l'intervallo di temperature consentite dalla progettazione. Quando la temperatura operativa supera per lungo tempo il limite di servizio a lungo-termine, l'ossigeno disciolto nel mezzo o che penetra dai minuscoli pori del rivestimento attacca la catena principale del carbonio-del PFA. L'ossidazione continua spezza le lunghe catene molecolari in brevi frammenti, mentre la reticolazione parziale-rende il materiale rigido e fragile. L'allungamento alla rottura e la resistenza all'urto diminuiscono drasticamente e il rivestimento non riesce ad assorbire le sollecitazioni esterne attraverso la deformazione elastica. Piccole crepe si espandono rapidamente sotto carichi alternati e l'intero rivestimento si divide in detriti scagliosi o polverosi e cade. Diversamente dalla fragilità alle basse-temperature, che è una riduzione reversibile della tenacità, l'invecchiamento per ossidazione termica porta a danni permanenti alla struttura molecolare e il rivestimento non può recuperare le sue prestazioni originali anche dopo la riduzione della temperatura.
2. Posizioni tipiche soggette a danni da invecchiamento termico
Sezioni di tubazioni più vicine alle fonti di calore con la temperatura del fluido più alta e la durata di riscaldamento più lunga;
Tubazioni a gamba morta con mezzo statico che non può essere rinnovato, ossigeno che partecipa continuamente alla reazione di ossidazione;
Aree di rivestimento sottili con debole effetto barriera contro le infiltrazioni di ossigeno e tasso di invecchiamento più rapido;
Sezioni della fase gassosa superiore- della pipeline in cui si raccoglie l'aria e la concentrazione di ossigeno è molto più elevata rispetto alla fase liquida;
Spazi nella radice della flangia in cui l'aria esterna penetra nell'interstrato per accelerare l'invecchiamento interfacciale.
3. Fattori chiave che inducono l'accelerazione del fallimento dell'invecchiamento
Funzionamento a lungo termine- con temperatura eccessiva che supera di gran lunga la temperatura di funzionamento continua nominale del materiale PFA;
Il mezzo contiene una quantità eccessiva di ossigeno disciolto senza trattamento di disossidazione prima di entrare nel sistema di tubazioni;
Il rivestimento presenta fori e spazi vuoti intrinseci, che forniscono canali affinché l'aria esterna possa infiltrarsi nello strato adesivo;
Nessun rivestimento isolante termico sulla parete esterna della tubazione, l'ossigeno esterno si diffonde continuamente nel materiale di rivestimento;
Anni di funzionamento ininterrotto senza interruzioni-senza pause di arresto e ispezione, accumulando continuamente danni ossidativi.
4. Misure tecniche di prevenzione e controllo-del collegamento completo
① Bloccare rigorosamente il limite superiore della temperatura media in base ai parametri tecnici del materiale
Proibire il funzionamento a lungo termine-a temperatura eccessiva per interrompere la condizione di base dell'ossidazione della catena molecolare.
② Configurare le apparecchiature di disossidazione e degasaggio nella parte anteriore del sistema di processo
Ridurre il contenuto di ossigeno disciolto nel mezzo di trasporto dalla fonte.
③ Prima della consegna, eseguire un rigoroso rilevamento del foro di scintilla e un test di tenuta all'aria per i tubi rivestiti
Blocca i canali di infiltrazione dell'ossigeno causati dai difetti del rivestimento dei micropori.
④ Avvolgere l'isolamento termico completo e lo strato protettivo sigillante per tutte le sezioni dei tubi esterni e ad alta temperatura-
Isolare l'ossigeno atmosferico dalla penetrazione nella struttura del rivestimento.
⑤ Organizzare la regolare manutenzione periodica dell'arresto e l'ispezione endoscopica
Sostituire in anticipo i raccordi dei tubi gravemente invecchiati e fragili prima della perdita di frammentazione.
5. Tabella di confronto degli effetti della prevenzione
表格
| Modalità di funzionamento e protezione | Rischio di frammentazione dovuta all'invecchiamento termico | Suggerimento per l'applicazione |
|---|---|---|
| Sovratemperatura-a lungo termine + nessuna disossidazione media + nessun isolamento sigillante esterno | La polverizzazione dell'infragilimento del rivestimento e le perdite di ostruzione si verificano entro diversi anni di servizio | Sostituire le tubazioni obsolete e correggere il controllo della temperatura e il sistema di pretrattamento del mezzo |
| Controllo interblocco della temperatura + trattamento di degasaggio medio + rilevamento dei difetti del prodotto finito + protezione della sigillatura esterna | Rallenta efficacemente la degradazione ossidativa e prolunga la durata del rivestimento | Specifiche di funzionamento e protezione standard per tubazioni di riscaldamento rivestite in PFA ad alta-temperatura |
| Rivestimento in PFA modificato anti-ossidazione + monitoraggio online della temperatura-in tempo reale + ispezione annuale tramite campionamento delle prestazioni di invecchiamento | Pericolo nascosto di distacco fragile estremamente basso e blocco della tubazione | Schema preferito per la produzione ininterrotta di sistemi di tubazioni di riscaldamento anticorrosione ad alta-temperatura- |
Conclusione
Il fallimento fragile della frammentazione dell'invecchiamento dell'ossidazione termica del rivestimento in PFA è causato dall'alta temperatura e dall'ossigeno che distruggono congiuntamente la struttura molecolare originale del polimero, con conseguente perdita irreversibile di tenacità del materiale e desquamazione finale della frammentazione. Le principali misure di prevenzione includono il controllo rigido della temperatura operativa, la rimozione dell'ossigeno disciolto nel mezzo di processo, l'eliminazione dei difetti di penetrazione del rivestimento per prevenire l'intrusione di ossigeno, l'aggiunta di protezione isolante della tenuta esterna e l'implementazione di ispezioni e sostituzioni regolari. La gestione a ciclo chiuso- dell'intero processo del funzionamento dei parametri, del pretrattamento del mezzo, dell'ispezione di qualità in fabbrica e della manutenzione quotidiana può evitare l'arresto delle apparecchiature e incidenti dovuti a perdite di sicurezza causati dal degrado dovuto all'invecchiamento dei tubi riscaldanti rivestiti in PFA.
