Kvar perforacije zbog elektrostatičkog proboja događa se kada-tekuća tekućina, prašak ili čestični medij trljaju o unutarnju stijenku izolacijske PFA obloge tijekom rada cjevovoda. Velika količina statičkog naboja kontinuirano se nakuplja na površini obloge od fluoroplasta i ne može se otpustiti na vrijeme. Kada se elektrostatički potencijal poveća do praga dielektričnog proboja PFA, trenutno lučno pražnjenje buši oblogu stvarajući sitne rupice. Procesni medij curi kroz mikrorupe kako bi nagrizao čeličnu baznu cijev, a opetovano nakupljanje naboja i pražnjenje će proširiti oštećeno područje, na kraju uzrokujući očito curenje i lokalnu ablaciju obloge. Ovaj kvar pripada oštećenju dielektrične izolacije uzrokovanom nakupljanjem statičkog elektriciteta, koji se uglavnom vidi u cjevovodima koji prenose organska otapala, zapaljive tekućine i suhe čvrste praškaste materijale.
1. Generacija statičkog elektriciteta i mehanizam proboja dielektrika
PFA je izvrstan električni izolator s iznimno niskom vodljivošću. Kada tekućina teče velikom brzinom unutar cjevovoda, trenje između medija i površine obloge dovodi do odvajanja naboja: jedna strana nosi pozitivni statički elektricitet, a druga strana negativni statički elektricitet. Budući da obloga ne može provoditi struju za prijenos naboja na uzemljenu metalnu vanjsku cijev, elektrostatički potencijal nastavlja rasti na unutarnjem sloju obloge. Jednom kada razlika napona premaši dielektričnu čvrstoću PFA materijala, električne iskre trenutno probijaju oblogu stvarajući prodorne rupe. Visoka temperatura koju stvara električni luk spržit će okolni fluoroplastični materijal, povećavajući kanal curenja. Za razliku od mehaničkog probijanja čvrstim stranim predmetima, ovo oštećenje nastaje probojom električnog polja, a ne fizičkom silom udara.
2. Tipični položaji skloni oštećenjima od statičkog sloma
Ravni dijelovi cijevi s maksimalnom brzinom protoka gdje su trenje i nakupljanje naboja najteži;
Pozicije lakta i t-a s promjenom smjera protoka, pojačanom turbulencijom i nasilnim trenjem;
Najviše točke cjevovoda gdje plin-tekućina dvo-faznog toka pogoršava učinak statičke indukcije;
Segmenti cijevi reduktora s naglim ubrzanjem protoka i naglim povećanjem brzine elektrostatičkog stvaranja;
Dugotrajni-potpuno izolirani obloženi cjevovodi bez ikakvih statičkih struktura duž cijele trase.
3. Čimbenici koji izazivaju jezgru koji ubrzavaju elektrostatski kvar
Čista izolacijska PFA obloga bez anti-statičke modifikacije i ugrađene-vodljive strukture za pražnjenje;
Pretjerano visoka srednja brzina protoka koja daleko premašuje anti{0}}graničnu granicu obloženih cjevovoda;
Medij sadrži veliki udio plinovite faze ili čvrstih čestica, što uvelike povećava učinkovitost triboelektrifikacije;
Vanjska čelična cijev nije pouzdano uzemljena, eliminirajući put za potencijalno rasterećenje tlaka;
Nema eliminatora statičkog elektriciteta ili komponenti za premošćivanje uzemljenja instaliranih na cjevovodnom sustavu.
4. Potpune-tehničke mjere za sprječavanje i kontrolu veze
① Usvojite anti-statički modificiranu vodljivu PFA oblogu za zapaljive i visoke{1}}protočne radne uvjete
Dodajte vodljiva punila kako biste ostvarili vodljivost i curenje naboja.
② Strogo ograničite srednji protok unutar navedenog anti-sigurnog raspona
Temeljito smanjite izvor stvaranja triboelektričnog naboja.
③ Provjerite jesu li metalna osnovna cijev i svi cijevni priključci pouzdano spojeni na mrežu za izjednačavanje potencijala
Osigurajte stabilnu petlju za pražnjenje akumuliranog statičkog elektriciteta.
④ Instalirajte uređaje za uklanjanje statičkog elektriciteta i ekvipotencijalne premosnice u intervalima na dugim cjevovodima
Spriječite lokalnu prekomjernu koncentraciju potencijala na segmentiranim dijelovima cijevi.
⑤ Redovito testirajte otpor uzemljenja i elektrostatički potencijal površine obloge ključnih procesnih cjevovoda
Pravovremeno otklonite nenormalne rizike kvara uzemljenja.
5. Tablica usporedbe učinaka prevencije
表格
| Način dizajna i uzemljenja | Statički rizik sloma | Prijedlog aplikacije |
|---|---|---|
| Čista izolacijska obloga + ultra-velika brzina protoka + neuzemljeni cjevovod | U kratkotrajnom- radu pojavljuje se opasnost od perforacije igle pa čak i paljenja | Zamijenite anti-statičkom oblogom i kompletnom transformacijom uzemljenja cjevovoda |
| Vodljiva modificirana obloga + ograničenje protoka + integralno pouzdano uzemljenje | Učinkovito izbjegavajte elektrostatičko nakupljanje i proboj dielektrika | Standardna specifikacija protu{0}}eksplozivnog dizajna za cjevovode obložene PFA zapaljivim medijem |
| Distribuirana oprema za uklanjanje statičkog elektriciteta +-elektrostatičko praćenje u stvarnom vremenu + periodična inspekcija otpora | Izuzetno niska skrivena opasnost od električnog kvara i požara | Preferirana shema za petrokemijsko zapaljivo otapalo za grijanje i transportne cjevovode |
Zaključak
Kvar proboja PFA obloge uslijed elektrostatskog pražnjenja uzrokovan je nakupljanjem triboelektrifikacijskog naboja na izolacijskoj oblogi koji se ne može osloboditi, što dovodi do proboja električnog polja i lučnog perforiranja anti{0}}korozijskog sloja. Osnovne strategije prevencije uključuju odabir anti-statičkih vodljivih materijala za oblaganje, kontrolu brzine protoka kako bi se smanjilo stvaranje statičkog elektriciteta, usavršavanje uzemljenja cjevovoda i izjednačavanje potencijala te konfiguriranje pomoćnih objekata za uklanjanje statičkog elektriciteta. Upravljanje cijelim-procesom prilagodbe materijala, ograničenja parametara procesa i inspekcija električne sigurnosti može spriječiti probušeno curenje obloge i nesreće sa zapaljivom eksplozijom izazvane statičkim elektricitetom u PFA obloženim cijevima za grijanje.
