חנות ציפוי משכה תנור טבילה PTFE ממיכל ציפוי אבץ לאחר תשעה חודשי שירות. המחמם הראה סדק אופקי העובר לאורך קו הנוזל-הגבול בין הקטע השקוע והחשוף. הסדק חדר ל-PTFE וחשף את מעטפת המתכת. המיכל היה מצויד במתג צף ששלט על מפלס הנוזל, אך למתג היה פס מת של 40 מ"מ בקירוב, והמפלס עבר במחזוריות מעלה ומטה בחלק העליון של המחמם.
מתגי ציפה הם התקני בקרת רמות נפוצים במיכלי ציפוי ועיבוד כימי. הם פשוטים, אמינים וזולים. אבל יש להם פס מת-בטווח בין רמות המתג-הדלקה והכיבוי-שמאפשר למפלס הנוזל להשתנות. אם המחמם ממוקם כך שקו הנוזל נופל בתוך הרצועה המתה, המחמם עובר מחזוריות בין מצבים שקועים ונחשפים, וה-PTFE נסדק לאורך קו הנוזל.
מדוע קו הנוזל הוא אזור ריכוז מתח
קו הנוזל הוא הגבול בין החלקים השקועים והחשופים של המחמם. החלק השקוע מקורר על ידי נוזל התהליך. החלק החשוף מקורר באוויר, וזה הרבה פחות יעיל. הפרש הטמפרטורה בין שני המנות יכול להיות 50-100 מעלות.
החלק השקוע מתרחב פחות מהחלק החשוף. ההתפשטות הדיפרנציאלית יוצרת מתח גזירה בקו הנוזל. הלחץ מתרכז במשטח ה-PTFE, שם הפולימר נקשר למעטפת המתכת. רכיבה חוזרת על אופניים גורמת לפיצוח עייפות.
| מחזור רמת נוזל | הפרש טמפרטורה בקו נוזלי | משרעת מתח | זמן לפצח |
|---|---|---|---|
| <10 mm | 40-60 מעלות | נָמוּך | >36 חודשים |
| 10-25 מ"מ | 50-80 מעלות | לְמַתֵן | 18-30 חודשים |
| 25–40 מ"מ | 60-100 מעלות | גָבוֹהַ | 8-16 חודשים |
| 40-60 מ"מ | 80-120 מעלות | גבוה מאוד | 4-10 חודשים |
| >60 מ"מ | >120 מעלות | חָמוּר | 2-6 חודשים |
מחזור ברמת הנוזל והשפעתו על פיצוח PTFE בקו הנוזל
מדוע מתגי ציפה יוצרים רכיבה על קו נוזלי
מתג צף פועל על ידי פתיחה או סגירה של מעגל כאשר מפלס הנוזל מגיע לנקודה מוגדרת. למתג יש פס מת-הרמה חייבת לרדת בכמות מסוימת לפני שהמתג סוגר את שסתום המילוי. הרצועה המתה היא בדרך כלל 20-50 מ"מ, תלוי בעיצוב המתג.
אם המחמם ממוקם כך שקו הנוזל נופל בתוך הרצועה המתה, המחמם עובר מחזוריות בין מצבים שקועים ונחשפים עם כל מחזור מילוי. מספר המחזורים תלוי בקצב האידוי והגרירה-. במיכל עם אידוי גבוה, המפלס עשוי לעבור מספר פעמים ביום.
מדוע נוצר הסדק בקו הנוזלים
הסדק נוצר בקו הנוזל מכיוון ששם הלחץ הוא הגבוה ביותר. ה-PTFE בקו הנוזל נתון להפרש הטמפרטורה המלא בין החלק הרטוב והיבש. מתח הגזירה מרוכז בממשק המתכת PTFE-.
הסדק מתפשט אופקית לאורך קו הנוזל. זה עשוי להישאר סדק משטח במשך חודשים, או שהוא עלול לחדור ל-PTFE ולחשוף את המתכת. לאחר חשיפת המתכת, מתחילה קורוזיה, והמחמם נכשל.
מניעת פיצוח קו נוזל
המניעה היעילה ביותר היא למקם את המחמם כך שקו הנוזל יהיה הרבה מתחת לרצועה המתה של מתג הציפה. החלק העליון של החלק המחומם צריך להיות לפחות 75 מ"מ מתחת לרמת הנוזל המינימלית. זה מבטיח שהמחמם יישאר שקוע במלואו גם כאשר המפלס נמצא בנקודה הנמוכה של הרצועה המתה.
מנעול-נמוך מספק הגנה נוספת. המנעול מנתק את החשמל למחמם אם המפלס יורד מתחת לסף הבטוח. המנעול צריך להיות בלתי תלוי במתג הצוף ועליו לדרוש איפוס ידני.
מחמם עם קטע מחומם קצר יותר שנשאר הרבה מתחת לקו הנוזל הרגיל מספק מרווח נגד תנודות מפלס. אם המיכל עמוק מספיק, מיקום החלק המחומם בחציו התחתון של המיכל שומר אותו שקוע גם במהלך ירידת מפלס משמעותיות.
| אמצעי מניעה | השפעה על פיצוח קו נוזל | יישום |
|---|---|---|
| מצב חימום נמוך יותר | מונע רצועה מתה | הרכבה לחימום |
| נעילה-נמוכה | חותך את הספק ברמה נמוכה | חיישן מפלס וממסר |
| קטע מחומם קצר יותר | שומר על המחמם שקוע | עיצוב תנור חימום |
| רצועה מתה מופחתת | רכיבה על אופניים פחות ברמה | שדרוג מתג צף |
אמצעי מניעה לסדיקה של קו נוזל במיכלים עם מתגי ציפה
כאשר פיצוח קו נוזל מצביע על בעיית עיצוב
תנור חימום נסדק בקו הנוזל למרות מיקום הרכבה נמוך ומנעול רמה-נמוך מציין שהרצועה המתה של מתג הציפה גדולה מדי עבור היישום. תצורת מחמם טבילה מותאם אישית של PTFE עם קטע מחומם קצר יותר, מיקום הרכבה נמוך יותר ומנעול ברמה נמוכה- מטפל בגורם השורש של פיצוח קו נוזל. תהליך המפרט דורש את מימדי המיכל, את הרצועה המתה של מתג הציפה, את רמות הנוזל הרגילות והמינימליות ואת ההספק הנדרש. עבור מתקנים עם בקרת רמת מתג ציפה, גישה ספציפית ליישום-מפחיתה את פיצוח קו הנוזל ומאריכה את חיי השירות של המחמם.
