PFA fluoropolymer יעבור הזדקנות חמצונית תרמית בלתי הפיכה כאשר הוא נחשף לטווח ארוך-לטמפרטורה גבוהה-ולסביבות המכילות חמצן-. מולקולות חמצן תוקפות את השרשרת המולקולרית הראשית של הפולימר, מעוררות ניתוק שרשרת ותגובות צולבות-. הציפוי הופך בהדרגה לצהוב ושביר, סדקים פני השטח מתרחשים, חוזק המתיחה וכוח ההידבקות יורדים בחדות. מדיום קורוזיבי חודר דרך סדקי התיישנות אל ממשק מצע המתכת, וגורם לבעבוע בטנה, דה למינציה וכישלון מוחלט בהגנה נגד-קורוזיה. הזדקנות חמצון תרמית שייכת להידרדרות איטית של חומר מצטבר, שקשה לזהות בשלב מוקדם ומהווה גורם מגביל חיים-עיקרי עבור צינורות חימום מצופים PFA בתנאי עבודה בטמפרטורה{10} גבוהה.
1. מנגנון פירוק חמצון תרמי-
בתנאי טמפרטורה- גבוהים מתמשכים, הקשרים הכימיים של שרשראות מולקולריות ארוכות של PFA הופכים ללא יציבים. חמצן באוויר או במדיום תהליך מפרק פחמן-קשרי פלואור וקשרי פחמן-, מה שמוביל לשבר בשרשרת מולקולרית. חלק מהשברים השבורים יוצרים מולקולות קטנות נדיפות ובורחים, מה שהופך את הציפוי לדק יותר ורופף יותר; חלק אחר יוצר מבנים מקושרים- בין שרשראות מולקולריות, וכתוצאה מכך קשיות מוגברת וירידה בגמישות. המבנה המקורי הקומפקטי נהרס, ומייצר סדקים זעירים מחוברים זה לזה. במהלך מחזורי טמפרטורה, פערי הסדקים ממשיכים להתרחב, וכוח החיבור בין הציפוי למתכת הבסיס יורד ברציפות. בסופו של דבר, הבטנה מאבדת את השלמות המבנית ומתקלפת בפתיתים. בניגוד לנזק להתנפחות הממס, כשל זה הוא פירוק שרשרת כימית ולא החדרה פיזית של מולקולות זרות.
2. תנאי עבודה אופייניים המועדים להזדקנות חמצון תרמי
ציוד הפועל ברציפות קרוב לטמפרטורה המקסימלית המותרת לטווח ארוך- של חומר PFA;
הקיר החיצוני של צינור החשוף לאוויר חם-בטמפרטורה גבוהה, גז פליטה וסביבת קרינה תרמית פתוחה;
מדיום המכיל חמצן מומס וחומרים מחמצנים המאיצים את תגובת חמצון השרשרת;
בטנה בעובי דק מדי, נוטה לחדירת חמצן והזדקנות פנימית מהירה;
חלקי עבודה עם סינטר לא שלם ומבנה מולקולרי רופף, הרגישים יותר לנזק חמצוני.
3. גורמי ליבה המאיצים את הזדקנות החמצון התרמי
פעולת-לטווח ארוך מעל-טמפרטורות העולה על טמפרטורת השירות הרציף המדורגת של PFA;
ריכוז חמצן גבוה במדיום פנימי ובאווירת הסביבה החיצונית;
תנאי עבודה קרים וחמים מתחלפים המגבירים את עייפות הקשר וקצב החמצון;
חומר גלם PFA רגיל ללא תוספים נגד-שינוי חמצון;
כיבוי-לטווח ארוך עם שאריות של מדיום-בטמפרטורה גבוהה אטום בתוך הצינור.
4. אמצעים טכניים-מלאים למניעת ובקרה של קישורים
① יש ליישם בקפדנות את בקרת נעילת הגבול העליון של הטמפרטורה
אסר על פעולה ארוכת טווח- החורגת מסף הטמפרטורה שצוין בחומר כדי להאט את שבירת הקשר.
② לאמץ חומר גלם מיוחד נגד-חמצון PFA
הוסף לאבקה מייצבי חום ותוספי-הזדקנות כדי לחסום את תגובת השרשרת של חמצון רדיקלים חופשיים.
③ לאטום ולבודד חלקי צינור חיצוניים
עטפו בידוד תרמי ומעטפת איטום כדי לבודד חמצן ומקור חום חיצוני בטמפרטורה- גבוהה.
④ הפחתת חמצן מומס במדיום התהליך
התקן התקני איוורור כדי להוריד את תכולת החמצן ולהחליש שחיקה חמצונית פנימית.
⑤ בדוק באופן קבוע את מראה הציפוי ואת בדיקת הניצוץ
זיהוי סדקים וחרירים מוקדמים, ותקן עמדות פגומות כדי למנוע התרחבות מואצת של הזדקנות.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| מצב חומר והפעלה | סיכון הזדקנות חמצון תרמי | הצעה ליישום |
|---|---|---|
| PFA רגיל + סביבה אירובית-לטווח ארוך על פני-טמפרטורה | פיצוח שביר מהיר בתוך מחזור השירות | החלף בחומר אנטי- שונה והגביל את הטמפרטורה |
| PFA נגד חמצון שונה- + בקרת טמפרטורה סטנדרטית | הארך ביעילות את חיי השירות של הציפוי | תצורה סטנדרטית של צינור-בטמפרטורה גבוהה |
| בידוד אטימה חיצוני + טיפול דה חמצון בינוני | מהירות פירוק הזדקנות מינימלית | תכנית מועדפת מתמשכת של ייצור-בטמפרטורה גבוהה |
מַסְקָנָה
הזדקנות חמצונית תרמית של ציפוי PFA נגרמת על-ידי פיצול שרשרת מולקולרית המושרה על ידי חמצן-תחת טמפרטורה גבוהה מתמשכת, מה שמוביל לשבירות, סדקים והנחתה של הדבקה של הציפוי. אמצעי הממשל המרכזיים הם הגבלת טמפרטורת ההפעלה כדי להפחית עירור תרמי, שדרוג חומרי גלם שהשתנו נגד-חמצון כדי לעכב פירוק כימי, בידוד חמצן באמצעות אמצעי איטום והפחתת רכיבים מחמצנים במדיום. בקרת-תהליך שלמה מבחירת החומר, אילוץ פרמטרי תפעול ועד בדיקה יומית יכולים למעשה לעכב את כשל ההזדקנות ולהאריך את חיי השירות של ריפוד PFA נגד קורוזיה-.
