Beth yw Dulliau Methiant Cyffredin Cyfnewidwyr Gwres Graffit Anhydraidd mewn Gwasanaeth Cemegol?

Mae yna nifer o fecanweithiau gwahanol sy'n aml yn achos sylfaenol methiannau cyfnewidydd gwres graffit. Mae gweithredwyr yn deall y rhain i ymestyn oes y gwasanaeth ac osgoi cau i lawr heb ei gynllunio. Mae graffit, graffit anhydraidd, yn sylwedd cryf ar gyfer defnydd cyrydol ond nid yw'n imiwn i niwed. Mae graffit anhydraidd yn aml yn graffit wedi'i drwytho â PTFE, resin ffenolig, neu garbon. Y dulliau mwyaf cyffredin o fethiant cyfnewidwyr gwres graffit yw diraddio resin, cracio sioc thermol ac erydiad. Mae gan bob math wahanol symptomau, achosion ac ataliaeth.

Diraddio Resin: Colled Tawel o Anhydreiddedd
Mae'r resin trwytho yn llenwi tyllau'r swbstrad graffit mandyllog ac yn darparu tyndra'r graffit anhydraidd yn gollwng. Rhaid i'r resin (yn aml ffenolig, weithiau PTFE neu furan) gynnal ei gyfanrwydd strwythurol a'i ymlyniad wrth y graffit yn ystod ei fywyd gwasanaeth. Mae dirywiad resin yn digwydd pan fydd yr amgylchiadau gweithredu yn fwy na therfynau thermol neu gemegol y resin.

Diraddio Gwres
Mae resin ffenolig yn dechrau torri i lawr ar dymheredd uwch na thua 200C (yn dibynnu ar yr union ffurfiant). Mae'r broses ddiraddio yn cynhyrchu sgil-gynhyrchion anweddol ac yn achosi i'r resin grebachu, llosgi neu feddalu. Unwaith y bydd y glud wedi cilio o'r rhwydwaith mandwll, mae'r graffit yn dod yn fandyllog eto, gan ganiatáu i'r hylifau cyrydol amsugno. Mae hyn yn awgrymu mewn cragen-a-cyfnewidydd tiwb neu flociau:

Cragen croeshalogi ac ochr y tiwb.

Gollyngiad mewn cymalau gasged oherwydd colli resin yn dinistrio'r sêl.

Gostyngiad araf mewn effeithlonrwydd trosglwyddo gwres trwy faeddu neu ddyddodi cynhyrchion resin diraddedig.

Rhyfela Cemegol
Mae rhai sylweddau'n niweidio'r resin trwytho, hyd yn oed tra nad yw'r swbstrad graffit ei hun yn cael ei effeithio. Mae resin ffenolig yn cael ei hydrolysu'n gyflym gan hydoddiannau costig cryf (sodiwm hydrocsid, potasiwm hydrocsid) ar dymheredd uchel. Mae'r resin hefyd yn cael ei ddadelfennu neu ei doddi gan asid nitrig crynodedig, asid sylffwrig uwchlaw tymereddau penodol, a thoddyddion organig (aseton, methyl ethyl ketone). Mae rhestrau cydnawsedd cemegol yn rhestru graffit yn gyffredin yn ôl y cyfuniad o swbstrad graffit a resin. Gellir ysgogi'r methiant trwy fynd y tu hwnt i sgôr uchaf y naill gydran neu'r llall.

Mae arwyddion o ddirywiad resin yn cynnwys:

wylo neu arllwys gweladwy o ddognau bloc graffit nad ydynt wedi'u gasgedu.

Cynyddu gostyngiad pwysau heb faeddu (a achosir gan newidiadau mewn mandylledd mewnol).

Ail-liwio neu feddalu resin agored ar ben y tiwb neu fflansau

Atal: Cadwch bob amser yn is na'r tymheredd uchaf a'r cyfyngiadau cemegol ar gyfer y math hwnnw o resin a osodwyd gan y gwneuthurwr. Nodwch raddau PTFE-graffit wedi'i drwytho neu garbon{-wedi'i drwytho (di-resin-) lle bo'n berthnasol ar gyfer gwasanaeth costig neu asid ocsideiddiol.

Cracio Sioc Thermol: Newidiadau Tymheredd Cyflym
Mae gan graffit wydnwch cymharol isel i sioc thermol o'i gymharu â metelau. Pan fydd newid tymheredd mawr a sydyn yn digwydd, megis cyflwyno hylif oer i gyfnewidydd poeth, mae arwynebau allanol neu fewnol y deunydd graffit yn ehangu neu'n cyfangu'n wahanol. Mae gan y deunydd gryfder tynnol isel, llai na'r straen gwres a ddatblygwyd, gan arwain y craciau i amlhau.

Achosion Sioc Thermol Nodweddiadol
Cychwyn cyflym: Mae dŵr oer neu asid yn cael ei gylchredeg trwy gyfnewidydd bloc sydd newydd gael ei ddraenio ond sy'n dal yn boeth o'i weithredu.

Stêm neu frwyn cyddwysiad poeth: Ymchwydd cyflym o stêm tymheredd uchel i mewn i gyfnewidydd oer.

Cynhyrfu'r broses: Colli llif oeri, gyda'r cyfrwng gwresogi yn dal ymlaen, ac yna ailgyflwyno hylif oer ar frys.

Glanhau yn fuan ar ôl draenio hylif proses poeth gyda dŵr oer.

Mae craciau sioc thermol yn gyffredinol ar draws y tyllau tiwb neu ar hyd llinellau gwahanu'r blociau. Gall craciau ddatblygu ar y cyffyrdd tiwb i- neu ar hyd y waliau tiwb mewn cyfnewidwyr cregyn a thiwb. Mae'r holltau'n caniatáu llwybrau osgoi uniongyrchol rhwng ochrau'r gragen a'r tiwb, neu rhwng tyllau tiwb cyfagos.

Symptomau:

Cynnydd sydyn yn y gollyngiadau o hylifau gwasanaeth.

Mae prawf pwysau yn dangos colli pwysau cyflym.

Craciau gweladwy yn ystod archwiliad (cynghorir profion treiddiol llifyn).

Atal:

Defnyddiwch gyfraddau newid tymheredd priodol (Llai na neu'n hafal i 5-10 gradd/munud fel arfer, yn dibynnu ar y math o gyfnewidydd).

PEIDIWCH BYTH ag ychwanegu hylif oer at gyfnewidydd wedi'i ddraenio'n boeth. Cadwch y cyfnewidydd wedi'i wlychu â hylif cynnes wrth oeri.

• Defnyddiwch gyd-gloi tymheredd neu weithrediad falf rheoli dilyniannol i gychwyn-i fyny a diffodd.

Modd Methiant Symptomau Achosion Posibl
Resin degradation Leaking through block walls; resin softened at tube ends; rise in pressure decrease without foulingTemperature >200 gradd, causteg cryf, asid nitrig neu doddyddion organig, gweithrediad estynedig y tu allan i gyfyngiadau cemegol
Damage from thermal shockSudden cross-leakage between services Cracks apparent with dye penetrant Failure coincident with rapid temperature shiftCold fluid entering hot exchanger; fast heating/cooling (>5-10 gradd / mun); cyfnewidydd wedi'i ddraenio gyda swing tymheredd
Erosion Tube thinning, particularly at tube inlets, baffle edges, or elbows; particle solids in process fluid; localised perforationHigh velocity fluid (>Terfyn a awgrymir 2-3 m/s) Solidau crisialog crog, dirwyon catalydd neu raddfa Parthau cythryblus ger bafflau
Erydiad: Gwisgo Mecanyddol gan Gyflymder Hylif a Solidau
Mae graffit yn sylwedd braidd yn feddal, brau. Mae'n gallu gwrthsefyll y rhan fwyaf o ymosodiadau cemegol, ond mae ei wyneb yn agored i erydiad gan hylifau cyflymder uchel, yn enwedig pan fydd y nentydd yn cario gronynnau crog. Mae erydiad yn dileu deunydd graffit yn raddol, yn teneuo waliau tiwb, bafflau neu sianeli bloc hyd at y pwynt o drydylliad neu fethiant strwythurol.

Erydiad Cyflymder Uchel
Gall hyd yn oed hylifau glân ar gyflymder llinol rhy uchel achosi erydiad graffit ymhen amser. Y cyflymder uchaf a argymhellir ar gyfer tiwbiau graffit fel arfer yw 2-3 m/eiliad (yn dibynnu ar ddyluniad a gwneuthurwr y cyfnewidydd penodol). Uwchben yr ystod hon mae grymoedd cneifio'r hylif yn treulio'n araf diamedr mewnol y tiwb. Mae'r erydiad mwyaf ymosodol ar fynedfeydd y tiwb (lle mae'r proffiliau cyflymder yn datblygu) ac yn y rhanbarthau yn union i lawr yr afon o'r bafflau (lle mae'r cynnwrf yn ddifrifol).

Erydiad gan Gronynnau
Mae gwasanaethau slyri yn arbennig o drafferthus, fel asid ffosfforig gyda gypswm neu silica, neu asid piclo â gronynnau haearn. Mae solidau crog yn sgraffiniol ac yn cynyddu cyfradd tynnu deunydd. Mae cyfradd yr erydiad yn cynyddu'n fras fel sgwâr y cyflymder ac yn llinol gyda chrynodiad solet a chaledwch y gronynnau. Mewn achosion difrifol, gall waliau tiwb gael eu tyllu mewn misoedd.

Arwyddion:-

Cyfraddau gollyngiadau cynyddol heb sioc thermol na dadansoddiad resin.

Ger y cymeriant, arwynebau o tiwb yn ymddangos i fod yn sgleinio tenau.

Profion uwchsonig ar gyfer trwch wal amrywiol.

Trydylliadau sy'n edrych fel tyllau erydu clir (nid craciau miniog).

Atal:

Cynllun ar gyfer hylifau â chyflymder o lai na 2 m/s (a llai os oes solidau yn bresennol).

• Gosod dosbarthwyr llif fewnfa neu lewys gwrth-erydu wrth fynedfa'r tiwbiau.

Gwnewch y tiwbiau'n fwy neu ychwanegwch fwy o diwbiau yn gyfochrog. Bydd hynny'n lleihau'r cyflymder fesul tiwb.

Hidlo neu setlo deunyddiau bras i fyny'r afon.

Effeithiau Synergaidd Erydiad-Cydrydiad
Mewn rhai gwasanaethau, mae erydiad a chorydiad yn gweithio gyda'i gilydd. Mae'r hylif ychydig yn gyrydol i'r rhwymwr resin graffit. Mae'r haen wyneb gwarchodedig yn cael ei dynnu'n barhaus gan erydiad gan ddatgelu deunydd ffres. Gall mecanwaith erydu o'r fath arwain at fethiant ar gyfradd sy'n llawer uwch na swm y cyfraddau unigol. Er enghraifft, asid hydroclorig gyda gronynnau haearn ocsid cario neu asid sylffwrig gyda dirwyon carbon.

Argymhellion ar gyfer Arolygu a Gwyliadwriaeth
Dylid cynnwys y canlynol mewn arolygiad rheolaidd i ganfod dulliau methu cyn gollyngiadau trychinebus:

Archwiliad gweledol o bennau tiwbiau, wynebau gasged ac wynebau allanol blociau yn ystod gwaith cynnal a chadw arferol.

Prawf treiddiol llifyn arwyneb graffit i ddangos craciau llinell gwallt (difrod sioc thermol).

Mesur trwch uwchsonig o ranbarthau pwysig sy'n dueddol o erydu (cilfachau tiwb a pharthau baffl).

Profi dadfeiliad pwysau ar ochrau cregyn a thiwb am dreiddiad neu drwy ddiffygion wal.

Monitro'r broses ar gyfer newidiadau annisgwyl mewn tymheredd allfa neu ostyngiad pwysau.

Casgliad
Mae'r dulliau methiant cyfnewidydd gwres graffit cyffredin yn cynnwys dirywiad resin, cracio sioc thermol ac erydiad. Gellir osgoi'r rhain trwy lynu'n drylwyr at gyfyngiadau gweithredu a gweithdrefnau -cychwyn/cau-cychwyn ysgafn. Mae graffit yn ddeunydd pwerus ar gyfer defnydd asid cyrydol, ond mae angen gweithrediad disgybledig i gael ei oes gwasanaeth uchaf (10-20 mlynedd neu fwy fel arfer). Dylai gweithredwyr arsylwi ar gyfyngiadau tymheredd a chyflymder, atal trosglwyddiadau thermol cyflym, a gwylio am ddangosyddion erydiad gronynnau. Pan fydd methiant yn digwydd, mae astudiaeth achos gwraidd gyflawn, gan gynnwys profi cyflwr resin, gwerthuso patrwm torasgwrn a mapio trwch wal, yn caniatáu cymryd camau unioni. Pan gânt eu gweithredu'n iawn, mae cyfnewidwyr gwres graffit anhydraidd yn parhau i roi gwasanaeth dibynadwy a darbodus yn y prosesau cemegol mwyaf difrifol.