آلية انهيار التفريغ الكهروستاتيكي لبطانة PFA وفشل اختراق الثقب ومخطط التحكم الكامل في منع العملية

يشير فشل الثقب الكهروستاتيكي إلى-بطانة PFA غير الموصلة التي تتراكم بشكل مستمر الشحنات الساكنة على سطحها الداخلي أثناء التدفق عالي السرعة - للمذيبات العضوية والهيدروكربون السائل ووسيط التوصيل المنخفض-. عندما تتراكم الإمكانات الكهروستاتيكية إلى حد الانهيار، يخترق تفريغ الشرارة اللحظي البطانة ليشكل ثقوبًا صغيرة. تتسرب المادة المسببة للتآكل إلى الطبقة البينية بين البطانة وأنبوب القاعدة الفولاذي، مما يتسبب في تآكل المعدن الأساسي وتقشير الطبقة البينية. في الحالات الشديدة، قد تؤدي الشرارات الكهروستاتيكية إلى إشعال وسط عملية قابل للاشتعال وإثارة مخاطر الانفجار. يظهر هذا الفشل بشكل متكرر في خطوط الأنابيب التي تنقل المذيبات العضوية النقية، والسوائل الكيميائية منخفضة القطبية-، والوسائط غير الموصلة عالية التدفق-.

1. تراكم الشحنة الساكنة وآلية التثقيب

PFA هو عازل كهربائي ممتاز ذو موصلية منخفضة للغاية. عندما يتدفق السائل ذو التوصيلية المنخفضة- بسرعة عالية ويحتك بالجدار الداخلي للبطانة، يحدث فصل الشحنة عند واجهة الطور -. تنفصل الشحنات الموجبة والسالبة وتتجمع على سطح البطانة والسوائل على التوالي. نظرًا لأن الطبقة البلاستيكية الفلورية لا يمكنها توصيل الكهرباء الساكنة إلى الأنابيب الفولاذية الخارجية لإطلاقها، فإن فرق الجهد يستمر في الارتفاع حتى تتجاوز شدة المجال الكهربائي حد جهد تحمل العزل الكهربائي لمادة PFA. يتم تشكيل قناة شرارة موصلة ضيقة على الفور لاختراق ثقب صغير في البطانة. على عكس الثقب الميكانيكي الناتج عن تأثير مادة غريبة، فإن هذا الضرر عبارة عن عيب انهيار عازل مع فتحة صغيرة للغاية وإخفاء قوي في المرحلة الأولية.

2. الأوضاع النموذجية المعرضة لأضرار الانهيار الثابت

أقسام الأنابيب المستقيمة لمخرج المضخة مع أقصى سرعة تدفق وأقوى كهربة احتكاك السوائل؛

أوضاع الكوع والنقطة الإنطلاقية مع تغيير جذري في اتجاه التدفق وفصل مكثف لشحنة الاضطراب؛

أقسام الأنابيب المخفض حيث ترتفع سرعة التدفق وتتسارع سرعة التراكم الثابت بشكل حاد؛

خطوط الأنابيب ذات المسافة الطويلة والمستقيمة- بدون نقاط إزالة ثابتة على طول المسار؛

خط أنابيب عالي-نقطة غاز-سائل ذو مرحلتين-مقاطع مع احتكاك عنيف بين السائل والفقاعات.

3. العوامل المحفزة الأساسية لتسريع الفشل الساكن

يتميز الوسط المنقول بموصلية كهربائية منخفضة للغاية، ويفتقر إلى الأيونات الحرة لتحييد الشحنات الساكنة؛

نظام خطوط الأنابيب غير مجهز بأجهزة تأريض ثابتة وأجهزة إزالة ثابتة؛

يتجاوز معدل تدفق التشغيل حد التصميم المضاد للكهرباء الساكنة-، مما يؤدي إلى تراكم الشحن السريع؛

البطانة عبارة عن تركيبة عازلة نقية بدون تعديل موصل ووظيفة تبديد ثابتة؛

لا يحتوي النظام على غاز خامل، حيث تمتزج فقاعات الهواء في الوسط لتفاقم كهربة الاحتكاك.

4. -الإجراءات الفنية الكاملة لمنع الارتباط والتحكم فيه

① اعتماد بطانة PFA موصلة مقاومة للكهرباء الساكنة- لخطوط الأنابيب المتوسطة الموصلية القابلة للاشتعال والمنخفضة-

تمكين تسرب الشحنة إلى الأنبوب الفولاذي الخارجي من خلال البطانة نفسها.

② قم بإعداد تأريض موثوق به متعدد-نقاط لشبكة الأنابيب الفولاذية بأكملها لإدخال الكهرباء الساكنة إلى الأرض

قم بتكوين حلقة تفريغ كاملة لإزالة فرق الجهد بشكل أساسي.

③ حدد سرعة تدفق خط الأنابيب بشكل صارم وفقًا لمواصفات التصميم المضادة للكهرباء الساكنة-.

تقليل احتكاك الواجهة ومعدل توليد الشحن عند المصدر.

④ قم بتركيب أجهزة إزالة الكهرباء الساكنة ومعدات تحييد الأيونات في أقسام الأنابيب الرئيسية

تحييد الشحنات الكهروستاتيكية المتراكمة بشكل فعال في الوقت الحقيقي.

⑤ إجراء اختبار منتظم للكشف عن تسرب الشرارة واختبار قوة عازل البطانة على خطوط الأنابيب المبطنة

افحص ثقوب الانهيار الصغيرة قبل حدوث تسرب متوسط.

5. جدول مقارنة تأثير الوقاية

表格

خاتمة

ينشأ فشل اختراق التفريغ الكهروستاتيكي لبطانة PFA من كهربة الاحتكاك لوسط الموصلية المنخفضة-في البطانة العازلة، مما يؤدي إلى تراكم الشحنات وثقب شرارة انهيار العزل الكهربائي. تشتمل أساليب الوقاية الأساسية على استخدام مواد تبطين موصلة مضادة للكهرباء الساكنة، وتنفيذ حماية شاملة لتأريض خطوط الأنابيب، والتحكم في سرعة التدفق المتوسطة، وتكوين معدات نشطة للتخلص من الكهرباء الساكنة، وتعزيز فحص العزل الكهربائي المنتظم. يمكن لإدارة -العملية المغلقة بالكامل-لاختيار المواد وتصميم تأريض النظام والتحكم في معلمات العملية أن تمنع تسرب ثقب البطانة وحوادث السلامة من الحرائق الناجمة عن الانهيار الكهروستاتيكي لأنابيب التسخين المبطنة بـ PFA.