การวิเคราะห์หาสาเหตุหลักของความเสียหายของปลอกวาล์วที่อุณหภูมิสูง

โรงงานเคมีส่วนใหญ่พิจารณาเรื่องนี้ วาล์วบุด้วยฟลูออโรโพลีเมอร์ มาตรฐานสำหรับการควบคุมของเหลวในสภาวะที่มีความบริสุทธิ์สูงและกัดกร่อน การแปรรูปทางเคมี. เมื่อการทำงานเกินขีดจำกัดความร้อนมาตรฐาน ความเสี่ยงก็จะเพิ่มขึ้น ความเสียหายของปลอกวาล์วที่อุณหภูมิสูง เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ การทำความเข้าใจปัจจัยที่ก่อให้เกิดความล้มเหลวดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความปลอดภัยของแผนงานและลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้ล่วงหน้า. 

1. การขยายตัวเนื่องจากความร้อนและ “การไหลในอุณหภูมิต่ำ”

อัตราการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันของวัสดุบุภายในที่เป็นฟลูออโรโพลีเมอร์และตัววาล์วที่เป็นโลหะ เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้วัสดุบุภายในเสียหายที่อุณหภูมิสูง. 

• การขยายตัวเชิงเส้น: ฟลูออโรโพลิเมอร์ เช่น PTFE และ PFA จะขยายตัวมากกว่าเหล็กเมื่อได้รับความร้อน ซึ่งอาจนำไปสู่การโก่งงอ การย่น หรือการยื่นออกมาในทางเดินของไหลได้.
• การคืบและการเสียรูป: บางคนเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า 'การไหลตัวเนื่องจากความเย็น' ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวัสดุบุรองอ่อนตัวลงภายใต้แรงกดและความร้อน วัสดุอาจเคลื่อนตัวออกจากบริเวณที่มีแรงเค้นสูง เช่น พื้นผิวที่นั่ง. 
• ความสมบูรณ์ของการปิดผนึก: การขยายตัวทางความร้อนมากเกินไปบน บอลวาล์วบุผ้า อาจทำให้แรงบิดในการทำงานเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังอาจทำให้ลูกบอลติดขัดเนื่องจากปลอกขยายตัวบนชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้. 

2. การซึมผ่านและการดูดซึมทางเคมี

อีกเหตุผลหนึ่งสำหรับ ความเสียหายของปลอกวาล์วที่อุณหภูมิสูง ความร้อนเป็นสาเหตุที่ทำให้โมเลกุลแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างของเยื่อบุ. 

• การซึมผ่านของไอน้ำ: เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานจลน์ของตัวกลางก็จะเพิ่มขึ้น ทำให้ไอระเหยที่กัดกร่อนสามารถผ่านเข้าไปในท่อด้านในได้ กล่าวโดยสรุปคือ แกนโลหะของวาล์วจะถูกกัดกร่อนไปเรื่อยๆ ในขณะที่ท่อด้านนอกยังคงสภาพสมบูรณ์. 
• พุพอง: ในระหว่างการลดความดันอย่างรวดเร็วหรือการเย็นตัวลงของวาล์วหลังจากสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ก๊าซที่ดูดซับไว้จะขยายตัวภายในปลอกหุ้ม ทำให้เกิดฟองอากาศซึ่งจะแตกออกในไม่ช้า. 
• การทำให้วัสดุอ่อนตัวลง: โซ่พอลิเมอร์จะคลายตัวหลังจากสัมผัสกับสารเคมีที่มีอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ทำให้วัสดุบุรองมีความอ่อนไหวต่อการเสียดสีมากขึ้น. 

3. ปัญหาการยุบตัวของสุญญากาศและการยึดตรึง

ในระหว่างกระบวนการผลิตแบบเป็นชุดและรอบการทำความเย็น วาล์วที่ใช้ในงานที่มีอุณหภูมิสูงมักจะอยู่ภายใต้สภาวะสุญญากาศ. 

• แรงดูดของแผ่นรอง: เมื่อความดันภายในลดลง ปลอกด้านในที่ร้อนและอ่อนตัวลงอาจถูกดูดออกจากตัววาล์วได้. 
• ข้อได้เปรียบของ PFA: ร่องเดือยประกบทำหน้าที่เป็นร่องที่หล่อขึ้นมา ช่วยยึดแผ่นรอง PFA เข้ากับตัวชิ้นงานอย่างแน่นหนา ป้องกันการยุบตัวที่อุณหภูมิสูงสุด. 

4. การเลือก: PFA เทียบกับ PTFE สำหรับความทนทานต่อความร้อน

การป้องกัน ความเสียหายของปลอกวาล์วที่อุณหภูมิสูง จำเป็นต้องเลือกเกรดวัสดุที่เหมาะสม ดูวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดและสถานที่ใช้งานได้ด้านล่าง. 

• PTFE (โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน): วัสดุนี้เหมาะสำหรับใช้งานในสภาวะคงที่ที่อุณหภูมิไม่เกิน 260 องศาเซลเซียส สิ่งหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ การขึ้นรูปให้เป็นรูปทรงที่ซับซ้อนอาจทำได้ยาก และมีแนวโน้มที่จะเกิดการซึมผ่านได้ง่ายกว่า. 
• PFA (เพอร์ฟลูออโรอัลคอกซี): PFA สามารถขึ้นรูปด้วยการหลอมได้ ทำให้ได้วัสดุบุผิวที่สม่ำเสมอและหนาขึ้น โดยเฉพาะในชิ้นส่วนที่ซับซ้อน เช่น วาล์วผีเสื้อบุผ้า; นอกจากนี้ ยังมีความทนทานต่อความเครียดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีเยี่ยม. 

ข้อคิดส่งท้าย

เข้าใจถึงสาเหตุ ความเสียหายของปลอกวาล์วที่อุณหภูมิสูง จำเป็นต้องมีการตรวจสอบการออกแบบทางกลและวิทยาศาสตร์วัสดุอย่างละเอียด การเลือกใช้วาล์วที่มีซับใน PFA ที่ยึดด้วยกลไก และการรักษาระดับอุณหภูมิของกระบวนการให้อยู่ระหว่าง 150∘C ถึง 200∘C จะช่วยให้วิศวกรสามารถยืดอายุการใช้งานของวาล์วได้.

สิ่งสำคัญที่สุดคือ การส่งเสริมโครงการตรวจสอบความร้อนที่มีประสิทธิภาพและเชิงรุก หมายความว่าสินทรัพย์ที่สำคัญเหล่านี้จะได้รับการจัดลำดับความสำคัญ ดังที่คุณทราบแล้วว่ามันทำหน้าที่เป็นด่านแรกในการป้องกันในกระบวนการทางเคมี.