Sự khác biệt về Chế độ Lỗi giữa Máy sưởi PFA Quá nóng trong Chất lỏng so với Quá nóng trong Hơi là gì?

Có hai trường hợp khác nhau khi máy sưởi PFA quá nóng. Một là khi lò sưởi ở dạng lỏng nhưng khả năng truyền nhiệt không đủ (dòng chảy kém, bề mặt bị bám bẩn, mật độ watt quá cao). Trường hợp khác là khi lò sưởi ở trạng thái hơi hoặc không khí (cháy-khô) do mức chất lỏng thấp. Do hệ số truyền nhiệt rất khác nhau và hoạt động hóa học của môi trường xung quanh nên các dạng hư hỏng rất khác nhau. Khi chất lỏng quá nóng (vẫn được ngâm trong nước nhưng đã nguội hẳn), nhiệt độ bề mặt PFA tăng đều và đều, thường lên tới 180-250 độ. Sự hư hỏng xảy ra do độ xuyên thấu tăng lên, sự xuống cấp của bề mặt bên trong và cuối cùng là sự ăn mòn của lõi - một quá trình mất vài ngày đến vài tuần. Trong trường hợp hơi quá nóng (tiếp xúc với không khí hoặc hơi nước), nhiệt độ bề mặt PFA tăng nhanh (tính bằng phút) lên 300–400 độ, dẫn đến tan chảy ngay lập tức, phồng rộp và vỡ nghiêm trọng. Quá nhiệt ở pha lỏng cũng ít nghiêm trọng hơn và đưa ra các chỉ báo cảnh báo (tăng nhiệt độ bề mặt, tăng rò rỉ điện trở cách điện) để cho phép tắt máy trước. Do đó, sự hỏng hóc ở pha hơi xảy ra đột ngột hơn và có nhiều khả năng gây ô nhiễm bể chứa hơn.

Thất bại thẩm thấu và quá nóng của chất lỏng chậm
Bộ gia nhiệt PFA chìm hoạt động ở mật độ watt cao hoặc lưu lượng thấp sẽ làm tăng nhiệt độ bề mặt PFA lên trên mức tối đa thiết kế (thường là 110 độ cho tuổi thọ cao, 140 độ trong thời gian dài). Ở nhiệt độ 160–200 độ, PFA phân hủy do phân cắt chuỗi và oxy hóa, nhưng sự phân hủy chỉ giới hạn ở bề mặt bên trong (giao diện kim loại PFA) vì bề mặt bên ngoài vẫn tiếp xúc với chất lỏng nóng. Hơi nước và hơi axit đi qua PFA với tốc độ tăng lên (lớn hơn 5 đến 50 lần so với ở 100 độ). Lõi kim loại bị ăn mòn và muối kim loại hình thành có thể tích lớn hơn kim loại ban đầu. Điều này tạo ra một áp suất bên trong làm phồng rộp PFA từ bên trong. Vết phồng rộp là vết sưng tấy cục bộ, đường kính từ 5 đến 20 mm, thường sau 200 đến 1.000 giờ làm ấm. Nếu vết phồng rộp vỡ, chất lỏng sẽ tràn vào lõi và xảy ra lỗi nối đất ngay lập tức. Hoặc lõi bị ăn mòn mà không phồng rộp, tạo ra mạch hở (lò sưởi không nóng) mà không bị nhiễm bẩn.

Signs of warming of the liquid: (1) Increase of surface temperature detected by external thermocouple or infrared camera. A heater that ran at 105 degrees for years is now running at 125 degrees with the same output and flow. (2) Insulation resistance decreasing from >1.000 MΩ đến 100–500 MΩ trong vòng vài tuần cho thấy hơi ẩm xâm nhập vào điểm tiếp xúc. (3) PFA tự nhiên (trong mờ) trong phần ngập nước sẽ chuyển màu thành màu nâu/nâu. (4) Xuất hiện các bong bóng nhỏ trên bề mặt bộ gia nhiệt trong khi vận hành (sôi cục bộ ở bề mặt PFA cho thấy nhiệt độ bề mặt trên 100 độ). Người vận hành có vài ngày đến vài tuần để phản ứng bằng cách giảm công suất hoặc vệ sinh lò sưởi.

Hơi quá nóng: Lỗi thoát nhiệt, nhanh chóng
Hệ số truyền nhiệt của máy sưởi PFA giảm từ 500–5.000 W/m2·K (lỏng) xuống 10–50 W/m2·K (hơi/không khí) khi hơi hoặc không khí tiếp xúc với máy sưởi (mức chất lỏng giảm xuống dưới máy sưởi). Đối với lò sưởi có mật độ công suất 3–5 W/cm2, nhiệt độ bề mặt PFA tăng từ 100–110 độ lên đến 250–400 độ trong 1–5 phút. PFA tan chảy khá dễ dàng ở 250-300 độ (điểm nóng chảy 305-315 độ). Ở 300 - 350oC polyme ở trạng thái lỏng nhớt. Trọng lực kéo PFA nóng chảy xuống hoặc ra ngoài, làm lộ lõi kim loại ra môi trường hơi. Quá trình oxy hóa nhanh (trong không khí) hoặc ăn mòn (trong hơi axit) của lõi lộ ra thường dẫn đến hở mạch hoặc chạm đất trong vòng 30 giây đến 5 phút sau khi tiếp xúc. Sự cố rất nghiêm trọng: vỏ bọc PFA bị hỏng và polyme nóng chảy có thể nhỏ giọt vào thùng chứa, làm nhiễm bẩn sản phẩm.

Warning indicators of vapour overheating: (1) Heater is on yet tank liquid level is obviously low (operator observation) . (2) A strong burnt or bitter smell (due to PFA decomposition products, mainly fluorocarbon gases). (3) Smoke or vapour escaping from the tank above the heater site. (4) Insulation resistance of the heater lowers from >1.000 MΩ đến<10 MΩ in seconds to minutes. By the time a warning is detected the heater is usually already damaged beyond repair. This is achieved by level monitoring and interlocks to de-energise the heater when the liquid level falls below the minimum point of submersion.

Tóm tắt về Chế độ Thất bại So sánh
Thông số Chất lỏng Siêu nhiệtSteam Quá nóng (Khô-Cháy)
Nhiệt độ bề mặt điển hình của PFA 160-220 độ 300-400 độ
Thời gian hư hỏng (từ khi bắt đầu quá nóng) Ngày đến tuần 1-10 phút
Cơ chế hư hỏng chính Tăng tốc thẩm thấu + suy giảm bề mặt bên trong Nóng chảy hàng loạt + suy thoái polymer
Sưng (mụn nước) Xuất hiện lỗi Đường kính 5-20 mm Vỏ bọc nóng chảy, chảy xệ hoặc vỡ vụn; lõi lộ ra
Insulation resistance development>1.000 MΩ đến<10 MΩ gradual change over 100-500 hoursQuick decline to <1 MΩ in seconds of core exposure
Máy sưởi trông vẫn hoạt động? Có, nhưng không tốt lắm Không (hở mạch hoặc chạm đất)
Nguy cơ ô nhiễm bồn tắm Thấp (lõi ăn mòn muối đồng/niken)Cao (giọt PFA nóng chảy + kim loại lõi)
Dấu hiệu cảnh báo: Bề mặt tăng nhiệt, biến màu, sủi bọt, có mùi, khói, mực chất lỏng thấp
Thời gian phản ứng của người vận hànhTuần hoặc ngàyGiây đến phút (thường là quá muộn)
Kết quả kiểm tra sau hư hỏng Vỉ vỏ, sản phẩm ăn mòn trắng/xanh tại vỉ Vỏ bị xẹp hoặc không có vỏ, lõi kim loại đen, cặn cháy thành than
Đề xuất phòng ngừa Mật độ watt thấp hơn Cải thiện dòng chảy Quy mô sạch Khóa liên động mức + công tắc ngắt mức thấp
Nhận dạng và hành động trường
Vỏ bọc PFA bị hỏng hiển thị chế độ quá nhiệt sau lỗi bộ sưởi. Các vết phồng rộp là những điểm nhô cao cục bộ do chất lỏng quá nóng và có cảm giác mềm so với PFA xung quanh. Cắt vết phồng rộp: trong khoang khô có chất ăn mòn màu trắng hoặc xanh (muối kim loại). PFA bên cạnh vết phồng rộp bị đổi màu (nâu) nhưng không bị hư hại. Hơi quá nóng và tan chảy hoặc làm sập vỏ bọc. Ở vùng nóng nhất, PFA có thể bị thiếu hoàn toàn hoặc bị võng xuống (hướng trọng lực). Lõi kim loại bị đen (oxy hóa) hoặc bị ăn mòn màu xanh lá cây/xanh lam (tấn công axit). Tất nhiên, sự thất bại là rất nặng nề.

Mức chất lỏng và nhiệt độ bề mặt lò sưởi được đo để bảo trì phòng ngừa. Bộ gia nhiệt PFA chạy trong chất lỏng ở 90 độ phải có nhiệt độ bề mặt là 95-110 độ (tùy thuộc vào mật độ và lưu lượng watt). Nếu nhiệt độ bề mặt cao hơn 15 C so với nhiệt độ cơ bản ở cùng điều kiện vận hành, hãy kiểm tra xem có bị tắc nghẽn hoặc giảm lưu lượng trước khi tiến triển quá nhiệt hay không. Nếu mức chất lỏng giảm xuống dưới mức máy sưởi vì bất kỳ lý do gì thì máy sưởi sẽ{11}bị ngắt điện trong vòng 5 giây. Một công tắc phao có độ trễ thời gian 2-3 giây là đủ và độ trễ lớn hơn có nguy cơ khiến hơi nước quá nóng. Không bao giờ tin tưởng người vận hành sẽ xem khóa liên động tự động cài đặt ở mức độ thấp.

Kết luận: Cảnh báo quá nhiệt chất lỏng, quá nhiệt hơi thì không
Máy sưởi PFA quá nóng trong chất lỏng sẽ hỏng từ từ (vài ngày đến vài tuần) do phồng rộp do áp suất bên trong và có các dấu hiệu cảnh báo có thể phát hiện được (tăng nhiệt độ bề mặt, giảm điện trở cách điện, biến màu). Người vận hành có thời gian để phản ứng. Chế độ hỏng hóc của lò sưởi quá nóng trong hơi (cháy-khô) diễn ra nhanh chóng (vài phút) với sự tan chảy và sập vỏ ngoài thảm khốc và hoàn toàn không đưa ra cảnh báo-vào thời điểm phát hiện thấy mùi hoặc khói, lò sưởi đã bị phá hủy. Cần có cảm biến mức tự động với khóa liên động để tắt nguồn nhằm tránh hơi quá nóng. Lựa chọn mật độ watt thích hợp (Nhỏ hơn hoặc bằng 3 W/cm2 đối với hầu hết dịch vụ cấp nước), lưu lượng thích hợp và theo dõi nhiệt độ bề mặt thường xuyên có thể ngăn chất lỏng quá nóng. Các kỹ sư thăm dò sớm Trong trường hợp bộ gia nhiệt PFA bị hỏng, hãy xác định loại quá nhiệt nào đã xảy ra. Nếu vết phồng rộp không tan thì lò sưởi đã bị quá tải chất lỏng. Nếu tan chảy hoặc vỏ bọc bị xẹp, bộ gia nhiệt sẽ bị đốt khô.