תעלומת הרמה העולה
תהליך כימי-סגור פועל בכור אטום. רמת הנוזל מנוטרת באופן רציף. במשך מספר שבועות, הרמה עולה לאט-2-3 מילימטרים ליום, ללא כל תוספת של נוזל תהליך. מאזן המסה לא נסגר. חיישן הרמה מכויל מחדש. העלייה נמשכת. כימיה התהליך נסחפת כשהתמיסה מדוללת בהדרגה.
המקור הוא מחליף החום. דליפת חריר בסליל טבילה מתכתי מאפשרת לעיבוי קיטור להיכנס לנוזל התהליך בקצב של 0.5-2 ליטר לשעה. הדליפה קטנה מכדי לגרום לפלונית קיטור גלויה או לירידה בלחץ הניתנת לזיהוי במערכת הקיטור. אבל זה מתמשך. למעלה מ-6,000 שעות פעילות בשנה, 3,000-12,000 ליטר של עיבוי מדללים את נוזל התהליך - חלק ניכר מנפח כור טיפוסי.
מחליף חום PTFE אינו מפתח דליפות קורוזיה של חריר. מקור הדילול מתבטל. מפלס האמבט מתייצב. כימיה התהליך נשאר עקבי.
מנגנון דליפת החורים בתנורי חימום מתכתיים
מחממי טבילה מנירוסטה וטיטניום בשירות קורוזיבי מפתחים דליפות של חורים באמצעות קורוזיה-ת מקומית, קורוזיה של חריצים או התקפת אזור ריתוך. בור מתחיל בפגם פני השטח או גבול תבואה. זה מתפשט דרך דופן הצינור במשך חודשים. כאשר הבור חודר לדופן הפנימית, נתיב דליפה מיקרוסקופי מחבר את חלל העיבוי הקיטור- לנוזל התהליך.
הלחץ ההפרש מניע את הזרימה מהצד-הלחץ הגבוה לצד-הלחץ התחתון. אם לחץ הקיטור (3-4 ברג) עולה על לחץ הכור, עיבוי זורם לתוך התהליך. אם הכור פועל תחת ואקום, הכוח המניע גדול עוד יותר. שיעור הדליפה תלוי בקוטר החור ובהפרש הלחץ. חריר בקוטר 0.1 מ"מ עובר בערך 0.5-2 ליטר לשעה בהפרש של 3 בר.
| פרמטר דליפה | מחמם נירוסטה | מחמם טיטניום | מחליף חום PTFE |
|---|---|---|---|
| מנגנון קורוזיה חריר | בור, חריץ, התקפת ריתוך | בור, היווצרות הידריד | אין (ללא קורוזיה) |
| זמן אופייני לחור הראשון (שירות אגרסיבי) | 6-18 חודשים | 12-36 חודשים | >15 שנים (ללא מנגנון חריר) |
| קצב דליפה ב-0.1 מ"מ חריר, 3 בר ΔP | 0.5-2 L/h | 0.5-2 L/h | 0 L/h |
| נפח דילול שנתי (דליפה מתמשכת) | 3,000-12,000 L | 3,000-12,000 L | 0 L |
| השפעה על התהליך | מְהִילָה; סחף כימיה; וריאציה באיכות המוצר | אוֹתוֹ | אַף לֹא אֶחָד |
קושי הזיהוי
קשה לזהות דליפות חריר בקנה מידה זה באמצעים קונבנציונליים. לחץ הקיטור אינו יורד באופן מדיד. מד זרימת הקונדנסט אינו רושם את ההפסד הקטן. עליית מפלס נוזל התהליך איטית מספיק כדי לייחס אותה לסחיפה של חיישן או התפשטות תרמית. עד שהדליפה מאושרת-באמצעות בדיקת דעיכה בלחץ או מחקר נותבים-התהליך פועל בכימיה מדוללת במשך שבועות או חודשים.
פתרון ה-PTFE הוא מניעתי, לא בלשי. מצב הכשל אינו קיים. אין צורך לזהות דליפת חריר כי לא יכולה להתפתח דליפת חריר. שלמות התהליך היא אינהרנטית, אינה תלויה בניטור ואיתור.
השפעת איכות התהליך והתשואה
דילול של נוזל התהליך משנה את קינטיקה של התגובה, את טוהר המוצר ואת התפוקה. בסינתזה פרמצבטית, דילול של 5% יכול לשנות את פרופיל הטומאה מחוץ למפרט. בתחריט מוליכים למחצה, דילול משנה את קצב החריטה ואת הסלקטיביות. בכרסום כימי, דילול מפחית את קצב הסרת המתכות, מאריך את זמני המחזור ומפחית את התפוקה.
סילוקו של מקור דילול זה מייצב את התהליך. איכות המוצר הופכת עקבית יותר. התשואה משתפרת. נמנעת העלות של מוצר-מפרט מאירועי דילול.
תַקצִיר
עלייה בלתי מוסברת במפלס האמבט במיכלים אטומים נגרמת על ידי דליפות חריר בתנורי טבילה מתכתיים, המכניסים עיבוי קיטור בקצבים של 0.5-2 ליטר לשעה. מחליפי חום מסוג PTFE מבטלים את מצב הכשל הזה - הם אינם נלחמים ואינם יכולים לפתח דליפות חריר. ביטול הדילול מייצב את כימיית התהליך, משפר את עקביות המוצר ומסיר את הצורך בניטור רגיש לגילוי דליפות.
תמיכה הנדסית במפרט מחליף חום PTFE בתהליכים סגורים-בלולאה ובתהליכים אטומים זמינה עם הגשת לחץ בכור, לחץ קיטור, רגישות כימית התהליך לדילול וכל היסטוריה של שינויי רמות בלתי מוסברים.
