Fáir atburðir í efnavinnslustöð skapa meiri gremju en skyndileg eyðilegging á PTFE dýfahitara. Hringrásardæla stöðvast, loki er áfram lokaður eða tankur er ekki fylltur aftur eftir viðhald. Innan nokkurra mínútna-stundum sekúndna-skemmist óvarinn hluti hitarans varanlega. Fyrir þá sem ekki þekkja takmarkanir á flúorfjölliða virðist hraði bilunar næstum ótrúlegur. Til að skilja hvers vegna þurr-brennsla veldur svo hraðri eyðileggingu þarf að skoða varmaeðlisfræðina sem stjórnar hitastigi slíðunnar og hitaleiðni.
Hitajafnvægið við venjulega notkun
Við venjulegar aðstæður í kafi starfar PTFE-dýfihitari í hitajafnvægi. Raforka er breytt í hita inni í viðnámshlutanum. Þessi hiti berst út í gegnum innri einangrun og PTFE slíður, síðan flytjast inn í nærliggjandi vökva með convection.
Vökvar eins og vatn, sýrur eða málunarlausnir hafa tiltölulega mikla hitaleiðni og hitagetu samanborið við loft. Þeir gleypa og flytja hita á skilvirkan hátt. Fyrir vikið helst slíðrhitastigið aðeins aðeins yfir vökvahitanum. Jafnvel þó að innri þátturinn vinni við miklu hærra hitastig, virkar vökvinn sem öflugur hitaupprennsli, sem kemur í veg fyrir of mikla hitahækkun slíðunnar.
Þessi stöðuga fjarlæging á hita er nauðsynleg. Hitarinn er hannaður með þá forsendu að wattaþéttleiki hans-hitinn sem myndast á hverja flatarmálseiningu-verði stilltur með vökvakælingu.
Hvað breytist við þurrk-
Þurr-kveikja á sér stað þegar hluti eða allur hitari verður fyrir lofti á meðan hann er enn í orku. Um leið og vökvi kemst ekki lengur í snertingu við yfirborð slíðursins breytist varmaumhverfið verulega.
Loft er lélegur hitaleiðari og hefur mjög litla hitagetu miðað við vökva. Convection í lofti er mun minna áhrifaríkt við að fjarlægja hita. Þegar sama rafmagnið heldur áfram að berast til frumefnisins hefur hitinn hvergi að fara. Hraði varmamyndunar er stöðugur en hraði varmaflutnings hrynur.
Þetta ójafnvægi leiðir til hraðrar ofhitnunar og hitauppstreymis. Hitastig slíðunnar byrjar að hækka nánast strax. Í reynd getur PTFE hitari sem verður fyrir lofti á fullu afli náð skaðlegum hitastigi á innan við 60 sekúndum -oft mun hraðar en áætlað var.
Vegna þess að PTFE hefur samfelld þjónustuhitamörk, venjulega á milli 200 og 260 gráður á Celsíus, eftir samsetningu, veldur niðurbroti efnis ef farið er yfir þetta svið.
Slíðurhitastigstækkun og bilun
Þegar þurr-kveikja heldur áfram, verður óvarinn hluti PTFE slíðunnar í miklum hitastigli. Innri þátturinn getur náð mjög háum hita, en nú er ytri slíðurinn ekki lengur kældur með vökva.
Bilunarhamurinn gengur venjulega í gegnum nokkur stig:
Mýking:PTFE byrjar að missa vélrænan styrk þegar hitastigið nálgast efri mörk sín.
Blöðrun:Staðbundin ofhitnun getur valdið innri gasþenslu eða aðskilnaði milli laga, myndað sýnilegar loftbólur eða blöðrur.
Sprunga eða klofning:Áframhaldandi hitaálag leiðir til sprungna á mýkta slíðrinu.
Útsetning innri íhluta:Þegar PTFE hindrunin bilar verða innri einangrun og viðnámsþátturinn fyrir lofti og hugsanlega leifar af vökva, sem leiðir til rafmagnsskammt eða skelfilegrar kulnunar.
Ólíkt málmklæddum-hitara, sem stundum þola stutta þurrkun vegna hærra hitaþols, hefur PTFE ekki sömu framlegð. Málmar eins og ryðfrítt stál geta staðist verulega hærra yfirborðshita án þess að burðarvirki bilar. Kostur PTFE liggur í efnaþol, ekki mikilli hitaþol.
Hvers vegna bilun getur verið þögul og skyndileg
Algengur misskilningur er að þurr-hitari gefi frá sér reyk, lykt eða sýnileg viðvörunarmerki áður en hann bilar. Með PTFE getur bilun verið furðu hljóðlát. Hinn afhjúpaði hluti gæti ofhitnað innvortis áður en augljós ytri einkenni koma fram.
Vegna þess að hitarinn er áfram rafknúinn, verður engin tafarlaus truflun nema hlífðarbúnaður leysist út. Þegar sýnileg aflögun kemur fram hafa varanlegar skemmdir þegar átt sér stað.
Þurr-brennsla er því ein eyðileggjandi og hraðvirkasta bilunaraðferðin í flúorfjölliða hitakerfum.
Að bera kennsl á þurr-skotskemmdir
Auðkenning bilunarstillingar fyrir þurra-kveikta PTFE-hitara sýnir oft sérstakt sjónrænt mynstur. Algengasta merkið er staðbundið tjón einmitt við fyrri vökvalínuna. Hlutinn sem er á kafi helst ósnortinn, en óvarinn hluti sýnir mislitun, blöðrur eða aflögun.
Í alvarlegum tilfellum getur allt óvarið svæði bráðnað eða klofnað. Mörkin milli ósnortinnar og skemmdra svæða samsvara oft nákvæmlega vökvastigi þegar bilun varð.
Aðrir vísbendingar eru:
Skekktir eða hrunnir slíðurhlutar
Sýnileg sprunga eða kulnun
Algjör rafmagnsbilun á viðkomandi svæði
Vegna þess að skemmdir á þurrum-kveikju eru venjulega staðbundnar, gæti hitarinn sýnt skarpa andstæðu milli óskemmda og eyðilagðra svæða.
Forvarnir sem eina árangursríka stefnan
Þurr-kveikja táknar fljótlegasta aðferðin til að eyðileggja PTFE dýfahitara. Eðlisfræðin er einföld: samfelld rafhitamyndun ásamt verulega minni hitafjarlægingu veldur hraðri ofhitnun og slíðri bilun.
Þegar ofhitnun er hafin, versnar skemmdir hratt og eru óafturkræfar. Viðgerð er almennt ekki framkvæmanleg vegna efna- og rafheilleika í hættu.
Að skilja þessa varnarleysi undirstrikar mikilvægi áreiðanlegra vökvavarnarkerfa. Að koma í veg fyrir útsetningu er mun áhrifaríkara en að reyna að þola stutta þurrkunaraðgerð.
Með skýran skilning á vélbúnaði hraðri ofhitnunar, færist athyglin að sjálfsögðu að næstu mikilvægu verkfræðilegu ráðstöfunum: að innleiða áreiðanlegar vökvastigsstýringar og samlæsingar til að útiloka möguleikann á þurrkveikju með öllu.
