У рударским операцијама, постројењима за пречишћавање отпадних вода и постројењима за прераду пигмента или катализатора, загревање процесног флуида ретко је једноставан задатак. Ове примене често укључују високо корозивне хемије у комбинацији са суспендованим абразивним чврстим материјама као што су минералне ситнице, песак, метални оксиди или кристализоване соли. У таквим окружењима, стандардни урањајући грејачи могу брзо да покваре, понекад за неколико недеља. Резултирајући циклус честе замене, непланираних застоја и изложености безбедности представља озбиљан оперативни изазов. Избор грејача који може да преживи и хемијски напад и физичку абразију је стога критична инжењерска одлука.
За разлику од система који су изложени само корозији, абразивни раствори уводе додатни механизам хабања који убрзава деградацију материјала и побеђује многе конвенционалне стратегије заштите.
Разумевање комбинованог хабања{0}}механизама корозије
У абразивним-корозивним течностима, квар грејача је изазван интеракцијом механичке ерозије и хемијске реакције. Суспендоване честице ударају или клизе дуж површине грејача, механички уклањајући заштитне филмове или површинске слојеве. На металним омотачима, ова акција уклања слојеве пасивног оксида који нормално пружају отпорност на корозију. Једном изложена, свежа метална површина брзо реагује са околном хемијом, што доводи до локализованог удубљења и убрзаног губитка материјала.
Искуство у абразивним апликацијама показује да овај синергистички ефекат често узрокује оштећења много брже од корозије или абразије који делују независно. Чак и високо{1}}метали могу се брзо деградирати када се заштитни слојеви више пута уништавају ударом честица.
Материјали на бази полимера{0}}су суочавају се са другачијим изазовом. Иако не кородирају електрохемијски, поновљено механичко рибање може временом истрошити површину. Одабир правог полимера и његово коришћење на начин који минимализује абразивну интеракцију, постаје од суштинског значаја за постизање прихватљивог радног века.
Улога тефлонских омотача у абразивним{0}}корозивним течностима
Политетрафлуороетилен (ПТФЕ), који се обично назива тефлон, нуди неколико својстава која га чине атрактивним за загревање високо корозивних суспензија. Хемијски је инертан према скоро свим киселинама, алкалијама и оксидантима који се срећу у индустријским процесима. Ово у потпуности елиминише пут електрохемијске корозије.
Механички, ПТФЕ се не ослања на тврду површину да би се одупирао хабању. Уместо тога, његове карактеристике малог-трења, непријањања-смањују склоност абразивних честица да се приањају или брусе о површину. Искуство у абразивним апликацијама показује да је већа вероватноћа да ће честице клизити преко ПТФЕ површине, а не да се агресивно уложе или стругају, што смањује стопу механичког хабања.
Ово понашање је у супротности са металима, где честице могу да се издубе или забију у површину, као и са неким тврдим премазима који пуцају или се љускају при понављаном удару. Иако је ПТФЕ мекши од метала или керамике, његова способност да избаци честице и да се одупре нагомилавању може резултирати дужим ефективним радним веком у окружењима са мешовитим хабањем{1}}корозијом.
Поређење са керамичким и тврдим{0}}површинским облогама
Грејачи са{0}}керамичким омотачем се понекад сматрају за абразивне услуге због своје тврдоће и отпорности на хабање. Керамика може добро да делује против чисте абразије, али има ограничења у високо корозивним или термички цикличним окружењима. Одређене хемије могу временом напасти керамичке материјале, а термички удар или механички удар могу довести до пуцања.
Када се керамички омотач оштети, квар је често изненадан и потпун. Насупрот томе, ПТФЕ има тенденцију да се поступније хаба, пружајући предвидљивије понашање у раду. У стварности, најбољи избор зависи од равнотеже између хемијске агресивности, тврдоће честица и механичких услова у резервоару.
Практична разматрања дизајна за грејање на гнојницу
Сам избор материјала не гарантује поузданост у абразивним растворима. Пракса дизајна и инсталације система снажно утиче на век трајања грејача.
Постављање грејача је критично. Зоне директног удара-као што су области у близини улаза за муљ, места испуштања пумпе или лопатица мешалице-излажу грејаче највећим брзинама честица и ударним силама. Позиционирање грејача у нижим-регионима турбуленције резервоара може значајно да смањи хабање.
Дебљина омотача је још једна важна варијабла. Дебљи ПТФЕ омотач обезбеђује додатни материјал који апсорбује хабање пре него што грејни елемент буде угрожен. Иако ово може мало да умањи ефикасност преноса топлоте, компромис-често је оправдан дужим веком трајања и смањеним одржавањем.
Заптивање и дизајн прирубнице заслужују посебну пажњу. Абразивне суспензије су веома ефикасне у продирању у мале празнине. Робусне прирубничке заптивке, компатибилне и са хемијом и са радном температуром, неопходне су за спречавање цурења у електрична кућишта. Искуство показује да је квар заптивача чест секундарни узрок оштећења грејача у системима са густим раствором.
Механичка подршка и заштита
У резервоарима са мешалицом или високим садржајем чврстих материја, механичка подршка склопа грејача постаје важна као и сам материјал омотача. Неподржане дужине грејача могу да вибрирају или да се склоне под дејством сила течности, повећавајући хабање на одређеним тачкама. Додавање потпорних носача, штитника или рукава може стабилизовати грејач и заштитити га од директног удара честица.
У неким применама, више грејача ниже-снаге распоређених по резервоару обезбеђује бољу издржљивост од једног елемента велике{1}}е снаге. Овај приступ смањује локалну турбуленцију и омогућава флексибилније постављање даље од зона јаке абразије.
Закључак
Загревање високо корозивних течности које садрже абразивне чврсте материје захтева пажљив баланс између хемијске инертности и механичке отпорности. У овим окружењима, механизми квара су вођени комбинованим ефектима хабања{1}}корозијом који брзо надјачавају конвенционалне дизајне грејача. ПТФЕ-грејачи обложени ПТФЕ-ом нуде убедљиво решење елиминисањем хемијског напада и смањењем механичког рибања кроз њихове површине са ниским -трењем,-нелепљивим површинама.
Међутим, дугорочна{0}}поузданост зависи не само од избора материјала. Постављање грејача, дебљина омотача, механичка потпора и робусно заптивање играју кључне улоге. За резервоаре са мешалицом, високим садржајем чврстих материја или великим турбуленцијама, прилагођени-дизајниран склоп грејача који се бави хемијским и механичким изазовима често даје најбоље резултате. У абразивним-корозивним апликацијама, промишљен инжењеринг остаје најефикаснија стратегија за минимизирање замене и одржавање непрекидног рада.
