Problemet med tropisk avstengning
Et kjemisk anlegg i Sørøst-Asia stenges i en to-ukers vedlikeholdsperiode i monsunsesongen. Prosesstankene tømmes. El-patronene utsettes for omgivende atmosfære - 35 grader, 95 % relativ fuktighet. Dampen er av. Varmerne avkjøles til omgivelsestemperatur. Hver natt, når temperaturen synker litt, kondenserer fuktigheten på metalloverflatene. Hver morgen er overflatene våte av dugg.
For metalliske varmeovner er denne to-ukers eksponeringen alvorlig skadelig. Den kondenserende fuktigheten, kombinert med resterende syre- eller saltfilmer på varmeovnens overflater fra normal drift, skaper et aggressivt korrosjonsmiljø. Rustfritt stål utvikler pitting. Titan utvikler sprekkkorrosjon under pakninger og ved støttekontaktpunkter. Skaden oppdages når anlegget restarter-varmeovner som var funksjonelle før nedleggelsen, nå lekker.
PTFE er upåvirket av kondenserende fuktighet. Materialet korroderer ikke under noen atmosfæriske forhold. Den to-ukers monsunstansen etterlater ingen spor på PTFE-overflatene.
Den atmosfæriske korrosjonsmekanismen på metaller
Atmosfærisk korrosjon krever tre ting: en metalloverflate, fuktighet og et korrosivt middel (klorid, syrerester). Under drift av anlegget akkumulerer metalliske varmeoverflater over væskenivået en film av prosesskjemikalierester-syretåke, saltspray, kjemiske damper som kondenserer og fordamper. Restene er ufarlige når de er tørre.
Når anlegget slår seg av og varmeovnene avkjøles, kondenserer atmosfærisk fuktighet på overflatene. Vannet løser opp kjemikalierestene, og skaper en konsentrert elektrolyttløsning på metalloverflaten. Elektrolytten, kombinert med oksygen fra luften, setter i gang elektrokjemisk korrosjon.
Korrosjonen er spesielt aggressiv fordi den er syklisk. I løpet av dagen tørker overflaten delvis, og konsentrerer elektrolytten. Om natten våter det igjen-. Den våte-tørre syklingen fremskynder angrepet. I løpet av dager kan gropdannelse starte på rustfritt stål. I løpet av to-ukers nedleggelse kan det oppstå betydelig skade.
| Atmosfærisk korrosjonsparameter | Rustfritt stål 304 | Rustfritt stål 316L | PTFE |
|---|---|---|---|
| Følsomhet for fuktighet-indusert korrosjon | Høy | Moderat | Ingen |
| Effekt av restsyre/kloridfilm | Alvorlig (konsentrert elektrolytt) | Moderat-alvorlig | Ingen (film dannes ikke) |
| Korrosjon under 2 ukers fuktig nedstenging | Pitting sannsynlig | Pitting mulig | Ingen korrosjon |
| Beskyttelsestiltak påkrevd | Belegg, tørkemiddel, nitrogenspyling | Belegg eller rensing | Ingen |
PTFE-immunitet
PTFE korroderer ikke av noen elektrokjemisk mekanisme. Den har ingen metall å oksidere, ingen passiv film å bryte ned, og ingen mottakelighet for klorid eller syreangrep. Den kondenserende fuktigheten, enten det er rent vann eller forurenset med restkjemikalier, har ingen kjemisk effekt på overflaten.
PTFE-overflaten er også hydrofob. Vannperler i stedet for å danne en kontinuerlig film. Overflaten tørker raskt. Det er ingen vedvarende fuktighet som støtter en korrosjonscelle, selv om materialet var mottakelig-som det ikke er.
Den gjenværende kjemiske filmen som samler seg på metalliske overflater akkumuleres ikke på PTFE. Den lave overflateenergien forhindrer sterk vedheft av prosessrester. Den lille rest som kan være tilstede er inert og reagerer ikke med kondensfuktigheten.
Den operasjonelle fordelen
Immuniteten mot atmosfærisk korrosjon under driftsstans eliminerer en feilmodus som ofte begrenser levetiden til metalliske varmeovner i tropiske og kystnære installasjoner. Ingen beskyttelsestiltak er nødvendig under nedstengninger-ingen belegg, ingen tørkemiddel, ingen nitrogenspyling. Varmeovnene kan bli eksponert for den omgivende atmosfæren uten risiko. Omstarten av anlegget blir ikke forsinket av uventede varmefeil.
Sammendrag
PTFE varmevekslere overlever kondenserende fuktighet i tropisk klima fordi fluorpolymeren er immun mot elektrokjemisk korrosjon, holder ikke på korrosive kjemiske rester og opprettholder ikke en kontinuerlig vannfilm. Den atmosfæriske korrosjonen som skader metalliske varmeovner under fuktige driftsstanser er eliminert. PTFE gir pålitelig ytelse i tropiske og kystnære miljøer uten beskyttelsestiltak under inaktive perioder.
Teknisk støtte for PTFE-varmevekslerspesifikasjoner i tropiske installasjoner, kystnære installasjoner og installasjoner med høy-fuktighet er tilgjengelig ved innsending av omgivelsesklimadata, prosesskjemi, avstengningsvarighet og -frekvens og gjeldende korrosjonshistorikk for varmeapparatet.
