גזים מומסים יוצרים מיקרו-בועות תחת חימום וגורמים ללחץ קוויטציה במעטפת החיצונית של המחמם
נוזל עיבוד שהוכן טרי נושא לעתים קרובות כמויות גדולות של אוויר מומס או גז שנוצר-תגובה. ללא הסרת גז מספקת, הרכיבים המומסים הללו נפרדים לבועות זעירות כאשר טמפרטורת הנוזל עולה סביב מחמם הטבילה PTFE. היווצרות וקריסה מהירה של בועות מייצרות עומסי זעזועים מיקרו- תקופתיים הפועלים על משטחי פלואורפולימר. מתח קוויטציה מתמשך מפעיל בהדרגה חללים מיקרו-תת-קרקעיים. תנורי חימום הפועלים בתוך נוזל מנוזל לחלוטין נמנעים מפגיעה חוזרת ונשנית של בועות ושומרים על מטריצה קומפקטית שלמה. פעילות מתמשכת של בועות מיקרו מרחיבה חללים למסלולי חדירה יציבים עבור מדיה קורוזיבית. עייפות מכאנית משולבת של קאוויטציה וחדירה כימית מעוררת מכתש מפוזר-כמו השחתת פני השטח וירידה הדרגתית בבידוד של מחמם טבילה PTFE.
בדיקות השוואת מעבדה מראות כי מחמם טבילה PTFE עובד עם נוזל מנוזל לחלוטין שומר על חיי שירות יציבים של 18-24 חודשים. תנורי חימום שנחשפו לתמיסה לא מספקת סובלים מהתרחבות מהירה של חלל תת-קרקעי תוך 10 חודשים. מאמר זה מנתח מנגנוני פירוק מרוכבים כתוצאה מהסרת גזים שמקורם בהסרת גזים, מדגים-החלפות בין הכנה נוזלית פשוטה והגנה נגד-הגנת קוויטציה, ומספק תקני התאמה מדורגים לסיכון-.
סחר הנדסי הליבה-בין הליכי הסרת גז נוזלים מקוצרים ובקרת נזקי קוויטציה
דילוג על שלבי הסרת גז ממושכים מאיצה את הכנת האמבט ומקצרת את זמן ההמתנה להפעלה, אך עם זאת גז מומס שלא נפרק גורם לחילול מיקרו-בועות מתמשך בדוד הטבילה PTFE. יישום הסרת גז בוואקום או מחזור ממושך מבטל את עודפי הגז המומס באופן יסודי, אך מאריך את מחזור הכנת הנוזל וצורך אנרגיה נוספת. למחמם טבילה סטנדרטי של קיר PTFE-אין חיזוק- עמיד בפני קוויטציה צולבת-. הלם התמוטטות בועות חוזר הופך חללים מיקרו- מבודדים לרשתות פגומות מכתשים מחוברות.
חומרת הסרת גזים לא מלאה ותנור טבילה PTFE טבלת סיכוני קוויטציה
| שעות חשיפה יומיות של נוזלים ללא גז | רמת רוויה של גז מומס | מהירות הצטברות השפלה | חיי שירות | מבנה מומלץ |
|---|---|---|---|---|
| פחות או שווה ל-3 שעות, מספיק הסרת גזים לפני-הפעולה | רוויה פחות או שווה ל-60% | חללים קטנים מפוזרים מתחת לפני הקרקע | 17-23 חודשים | דוד טבילה סטנדרטי יצוק PTFE |
| זרימת עבודה מקוצרת של הסרת גז של 3-7 שעות | רוויה 60%-82% | הרחבה מתונה של תעלות חלל תת קרקעיות | 11-15 חודשים | תנור טבילה PTFE בינוני-בחציית-קישור צלב-הלם עם חציצה בינונית עבה- |
| >חימום ישיר של 7 שעות ללא הסרת גז | רוויה ＞82% | אזורי מכתש מקובצים במהירות ודילול משטח לא אחיד | 4-9 חודשים | מחמם טבילה בצורת PTFE גבוהה ללא תפרים |
הלם קוויטציה כפול ומנגנון פירוק כימי
גז מומס נפרד למיקרו-בועות בצמוד למשטחי תנור טבילה מחוממים PTFE. התפרצות בועה מהירה מספקת מתח פגיעה מקומי, ויוצרת חללים תת-קרקעיים רדודים. נוזל מאכל חודר לחללים אלה במהלך מחזורים תרמיים שלאחר מכן. כל סבב של יצירת וקריסה של בועות מגדיל עוד יותר את ממדי החלל. מדיה אגרסיבית ממשיכה לנדוד פנימה לעבר מרווחים בין מעטפת PTFE חיצונית פגומה-מכתש לבין מילוי בידוד חימום פנימי. שאריות תגובה מוליכות מצטברות בתוך חללים תת-קרקעיים, ויוצרות נתיבי דליפה קבועים המפחיתים בהתמדה את התנגדות הבידוד על פני מחזורי פעולה חוזרים.
משטחי מכתש מחוספסים מספקים אתרי יצירת גרעין נוחים לבועות חדשות, מגבירים את עוצמת הקוויטציה ובניית לולאת הידרדרות-מתדלקת עצמית. נזק חמור מתרכז במשטחי מחמם מול זרימת נוזלים נכנסת עם תכולת גז מומס גבוהה.
סכנות ייצור
חללים בצורת מכתש-בצורת מכתש מחלישים את ביצועי הבידוד של מחמם טבילה PTFE ומפעילים כיבויים לא מתוכננים של הגנה מפני דליפה, ומפריעים לתהליכי עבודה מתמשכים של טיפול פני השטח. משקעים שנלכדו בתוך מכתשים יוצרים מחסומים תרמיים מתמשכים ונקודות חמות מקומיות, מה שמוביל לאיכות עיבוד חלקית עבודה לא עקבית ושיעורי גרוטאות מוגברים. העמקת מכתש מתקדמת גורמת בסופו של דבר לחורי חדירה, וכתוצאה מכך לקצר- אזורי ולגריטה קבועה של המחמם. שברי PTFE שבירים עדינים מתקלפים מגבולות המכתש ומזהמים את נוזל התהליך, וגורמים לזיהום מיקרו-חלקיקים על מצעים אלקטרוניים מדויקים.
פתרונות התאמה לצמצום
קווי ייצור ברוויה-נמוכים של גז- העוקבים אחר פרוטוקולי הסרת גז מלאים יכולים לפרוס מחמם טבילה סטנדרטי יצוק מסוג PTFE; לשמור זמן זרימה נאות לאחר הכנת הנוזל. קוויטציה בינונית-סדנאות בסיכון בחר בינוני צולב-קישור קוויטציה-מחמם הלם בינוני עבה-מחמם טבילה PTFE עם מבנה מולקולרי צפוף כדי להגביל התפשטות חללים תחת פגיעת בועות. קווי ייצור המאמצים מילוי נוזלים מהיר ללא שחרור גז חייבים לצייד ללא תפרים -חוברת עבה-קיר עבה-אנטי-מחמם טבילה PTFE מעוצב נגד קוויטציה כדי לעמוד בעומסי זעזועים של בועות מיקרו{11} לטווח ארוך. כללי פעולת עזר: הפעל את זרימת הדם לפני עליית הטמפרטורה; התקן יחידות הסרת גז בוואקום עבור אמבטיות מעורבות לאחרונה; הימנע מעליית טמפרטורות-מהירה לנוזל ללא גז.
מַסְקָנָה
נזק לקוויטציה שמקורו בנוזל לא פורק מציג תכונות משטח שונות בצורת מכתש-, שניתן להבחין בקלות מקורוזיה כימית כללית. הרס נובע מהלם מכני שנוצר על ידי קריסת בועות במקום תחריט בינוני ישיר. מחממי טבילה רגילים מסוג PTFE דקים- חסרי קשיחות משטח מספקת כדי לעמוד בעומסי מיקרו- מתמשכים. סטנדרטיזציה של הליכי הסרת גז נוזלים לפני החימום מייצגת את אמצעי המניעה הישיר ביותר. מהנדסי תהליכים צריכים לפקח על רמות הגז המומס במהלך הכנת האמבטיה כדי למנוע קוויטציה מתמשכת וכשל בטרם עת בחימום.
