השחיקה הפנימית הבלתי נראית
קיטור רטוב-קיטור רווי הנושא טיפות מים סוחפות-נכנס למחליף חום PTFE במהירות גבוהה. טיפות המים, הנעות במהירות של 20-40 מ' לשנייה, פוגעות בקירות הצינור בעיקולים, במעברי כותרות ובאזורים של מערבולות. כל פגיעה מספקת דופק מכני מיקרוסקופי למשטח ה-PTFE. במשך חודשים של פעולה, ההשפעה המצטברת של מיליוני פגיעות טיפות שוחקת את פני הצינור הפנימי. דופן הצינור מתדלדל מבפנים, מה שמוביל בסופו של דבר לכשל בטרם עת.
בדיקה חיצונית לא יכולה לזהות שחיקה פנימית. החלק החיצוני של הצינור נראה תקין. מדידת עובי אולטרסאונד יכולה לזהות את דילול הקיר, אך רק לאחר שחומר משמעותי אבד. דרושה שיטת אזהרה-מוקדמת רגישה יותר.
ניתוח חלקיקי קונדנסט מזהה את חלקיקי ה-PTFE המיקרוסקופיים שנקרעים ממשטח הצינור על ידי פגיעה בטיפות. החלקיקים מתבצעים מהמחליף עם הקונדנסט. לכידה וניתוח של חלקיקים אלו מספקים עדות לשחיקה הרבה לפני שדילול הקירות הופך לניתן למדידה בשיטות אולטרא-קוליות.
שיטת זיהוי החלקיקים
דגימת קונדנסט נאספת מפליטת מלכודת הקיטור או מנקודת דגימה ייעודית במעלה המלכודת. המדגם מועבר דרך מסנן ממברנה בגודל 0.2 מיקרומטר, הלוכד את כל החלקיקים המרחפים. המסנן נבדק במיקרוסקופ בהגדלה של 50-200×.
לחלקיקי שחיקה של PTFE יש מראה אופייני: הם בצורתם לא סדירה, לרוב מוארכים או פרפוריים, עם קצוות קרועים. הם לבנים שקופים ואינם דו-פעמיים תחת אור מקוטב. המורפולוגיה שלהם מבדילה אותם מחלקיקים אחרים שעשויים להימצא בחלקיקי תחמוצת הברזל הכדוריים-הכדוריים מקורוזית צינורות (כהה, מגנטית), שברי אבנית גבישית (זוויתית, דו-שבירה) או פסולת ביולוגית (מבנה תאי).
מספר חלקיקי PTFE לליטר עיבוי נספר. מחליף חדש ולא פגום מייצר פחות מ-10 חלקיקים לליטר-רקע משאריות ייצור שנשטפות החוצה במהלך הפעולה הראשונית. מחליף עם שחיקה מתפתחת מייצר 50-500 חלקיקים לליטר. מחליף עם שחיקה קשה מייצר מעל 1,000 חלקיקים לליטר.
| ספירת חלקיקים (חלקיקים/ליטר) | חומרת השחיקה | פעולה מומלצת |
|---|---|---|
| < 10 | אין (רקע רגיל) | ניטור שגרתי |
| 10-50 | עקבות (שחיקה מוקדמת אפשרית) | דגימה חוזרת בעוד 3 חודשים; לְהַשְׁווֹת |
| 50-200 | שחיקה קלה | חקור את איכות הקיטור; להפחית את המהירות במידת האפשר |
| 200-500 | שחיקה מתונה | תזמן מדידת עובי אולטרסאונד; תוכנית להחלפת צינור |
| > 500 | שחיקה קשה | מדידת עובי מיידית; יש צורך בהחלפת צינור ככל הנראה |
אישור ה-FTIR
אם הזיהוי החזותי של החלקיקים אינו ודאי, ספקטרוסקופיה של פורייה טרנספורמציה אינפרא אדום מספקת זיהוי סופי. ניתן לנתח חלקיק בודד קטן כמו 50 מיקרומטר על ידי מיקרו-FTIR. הספקטרום של PTFE מראה פסי ספיגה חזקים של C-F ב-1,200 ו-1,150 ס"מ⁻¹-בלתי ניתנים לטעות ונבדלים מכל חומר אחר שעלול להיות קיים בקונדנסט.
אישור ה-FTIR מסיר כל אי בהירות. חלקיקים התואמים לספקטרום PTFE הם ממחליף החום. חלקיקים שאינם מתאימים הם ממקור אחר ואינם מעידים על שחיקת מחליף.
פעולות התיקון
אם ניתוח חלקיקי הקונדנסט מזהה שחיקת PTFE, יש לחקור את איכות הקיטור. ייתכן שיהיה צורך להתקין מפריד קיטור במעלה הזרם של המחליף כדי להסיר טיפות מים נגררות. יש לבדוק את מהירות הקיטור -אם היא חורגת מהמקסימום המומלץ של 25-30 מ'/שנייה, יש להגדיל את ספירת הצינורות כדי להפחית את המהירות לצינור, או להפחית את לחץ הקיטור.
יש לעקוב אחר ספירת חלקיקי הקונדנסט לאחר פעולה מתקנת. מגמת ירידה מאשרת שהשחיקה נשלטה. עלייה מתמשכת מצביעה על כך שהפעולה המתקנת לא הייתה מספקת ויש צורך בצעדים נוספים.
תַקצִיר
שחיקת צינור PTFE פנימית מקיטור רטוב מזוהה מוקדם על ידי ניתוח דגימות עיבוי עבור חלקיקי בלאי PTFE. חלקיקים הנלכדים על מסנן 0.2μm נבדקים במיקרוסקופ ומאושרים על ידי FTIR. ספירת חלקיקים מעל 50/L מעידה על התפתחות שחיקה. פעולות תיקון כוללות שיפור איכות הקיטור והפחתת מהירות הקיטור. השיטה מספקת אזהרה מוקדמת יותר מאשר מדידת עובי אולטרסאונד.
תמיכה הנדסית בניתוח חלקיקי עיבוי והערכת שחיקת מחליף חום PTFE זמינה עם הגשת דגימות עיבוי, תנאי קיטור והיסטוריית תפעול המחליף.
