Nadzornik održavanja izvukao je PTFE uronjeni grijač od 4 kW iz poniklanog spremnika nakon kvara na zemlji. PTFE omotač je odvojio-odsječak polimera od 50 mm × 30 mm koji se podigao od metalnog omotača u blizini prirubnice. Izloženi metal pokazao je laganu površinsku koroziju. Nadzornik je pitao može li se grijač popraviti ponovnim-premazivanjem ili krpanjem odlođenog područja. Odgovor je bio ne. PTFE uronjeni grijač s raslojavanjem plašta ne može se vratiti u siguran rad.
Delaminacija je odvajanje PTFE plašta od metalne podloge. To je strukturni kvar veze između polimera i metala. Jednom kada se veza prekine, ne može se obnoviti na terenu.
Zašto dolazi do delaminacije
Delaminacija je uzrokovana gubitkom prianjanja između PTFE i metalnog omotača. Prianjanje se može izgubiti kroz nekoliko mehanizama.
Kemijski napad na liniji veze je najčešći uzrok. Procesna tekućina prožima PTFE i dolazi do sučelja između polimera i metala. Tekućina reagira s metalom ili s vezivnim sredstvom, slabeći vezu. Proizvodi korozije stvaraju se na sučelju i zauzimaju više volumena od izvornog metala, gurajući PTFE dalje od podloge.
Toplinski stres je još jedan uzrok. PTFE i metal imaju različite koeficijente toplinske ekspanzije. Kada grijač termički kruži, PTFE i metal se šire i skupljaju različitim brzinama. Diferencijalno kretanje nameće smično naprezanje na liniji veze. Tijekom tisuća ciklusa, spoj se zamara i popušta.
Mehanička oštećenja također mogu izazvati raslojavanje. Udubljenje ili udarac koji prodire kroz PTFE stvara put kojim tekućina može doći do veze. Tekućina se širi duž sučelja, podižući PTFE.
| Uzrok delaminacije | Mehanizam | Vrijeme do vidljivog odvajanja | Zahvaćeno područje |
|---|---|---|---|
| Kemijski napad na liniju veze | Prožimanje i reakcija | 6–24 mjeseca | Počinje kod nedostataka |
| Toplinski stres | Diferencijalno širenje | 12-36 mjeseci | Rubovi i točke naprezanja |
| Mehanička oštećenja | Kršenje omotača | Dani–tjedni | Lokalizirano |
| Greška u proizvodnji | Loša veza | Tjedni–mjeseci | Specifična područja |
Uzroci delaminacije i njihove karakteristike
Zašto se raslojavanje ne može popraviti na terenu
Veza između PTFE-a i metala stvara se u kontroliranom tvorničkom okruženju. Metalna površina priprema se pjeskarenjem, jetkanjem ili temeljnim premazom. PTFE se nanosi pod toplinom i pritiskom ili se kemijski spaja ljepilom visokih-učinkovitosti. Veza je kontinuirana i jednolika.
Popravak na terenu ne može replicirati tu vezu. Krpanje odlođenog područja polimernim spojem stvara sekundarnu vezu koja je slabija od izvorne. Flaster ima različita svojstva toplinske ekspanzije, stvarajući nove koncentracije naprezanja. Tekućina koja je već ušla u raslojeno područje ostaje zarobljena, nastavljajući korodirati metal ispod.
Zašto se raslojeni grijač ne može sigurno vratiti u servis
Raslojeno područje je put kojim procesna tekućina dolazi do metalnog omotača. Tekućina nagriza metal, a proizvodi korozije guraju PTFE dalje od podloge. Raslojavanje se širi.
Izloženi metal također stvara put za curenje struje u masu. Izolacijski otpor opada, a kvarovi na zemlji postaju sve češći. Na kraju, grijač ne uspije.
U agresivnim kemikalijama, izloženi metal brzo korodira. Grijač s malim raslojavanjem može se pokvariti u roku od nekoliko tjedana ako je kemija agresivna i metal nije -otporan na koroziju.
Procjena isplati li se grijač zamijeniti pod jamstvom
Raslojavanje koje nastane unutar jamstvenog roka-obično 12 mjeseci-može biti pokriveno ako je kvar nastao zbog greške u proizvodnji. Delaminacija uzrokovana radnim uvjetima izvan navedenih granica-pretjerana temperatura omotača, agresivna kemija ili mehanička oštećenja-obično nije pokrivena.
Procjena zahtijeva dokumentaciju o radnim uvjetima: kemijski sastav kupke, temperatura, dubina uranjanja, uvjeti protoka i radni ciklus. Ako je grijač radio unutar specifikacije i raslojavanje je nastalo prerano, jamstveni zahtjev je opravdan. Ako radni uvjeti premašuju specifikaciju, zamjenu treba specificirati s prikladnijim parametrima.
Sprječavanje delaminacije u zamjeni
Zamjenski grijač trebao bi riješiti temeljni uzrok delaminacije. Ako je problem bio kemijski napad na liniji veze, deblji omotač ili kemijski otporniji polimer smanjuje stopu propusnosti. Ako je toplinski stres bio problem, niža gustoća u vatima smanjuje temperaturu plašta i diferencijalnu ekspanziju. Ako je riječ o mehaničkom oštećenju, deblji omotač ili zaštitni štitnik smanjuju rizik.
Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s debelim omotačem, niskom gustoćom u vatima i zaobljenim rubom rješava više uzroka istovremeno. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, radnu temperaturu, dimenzije spremnika, fluktuacije razine i povijest kvarova prethodnih grijača.
Kada ponovna upotreba nikada nije opcija
PTFE uronjeni grijači s slojevitim omotačima nisu za ponovno korištenje. Veza se ne može obnoviti, korozija se ne može poništiti, a sigurnosni rizik ne može se eliminirati. Odlojeni grijač treba ukloniti iz upotrebe, označiti ga kao neispravan i zamijeniti jedinicom koja je određena za stvarne radne uvjete.
Trošak zamjene je mali u usporedbi s troškom kvara na zemlji koji prekida proizvodnu liniju ili sigurnosnim rizikom da elektrolit dođe do terminala pod naponom. Odluka je jednostavna: zamijeniti, ne popravljati.
