Ky udhëzues i ilustruar tregon disa probleme të zakonshme që mund të ndodhin me materialet polimere dhe elastomerike që janë të ndryshme nga ato që ndodhin me vulat dhe përbërësit metalikë.
Dështimi i përbërësve polimer (plastikë dhe elastomerikë) dhe pasojat e tij mund të jenë po aq serioze sa dështimi i pajisjeve metalike.Informacioni i paraqitur përshkruan disa nga vetitë që ndikojnë në komponentët polimerë të pajisjeve të përdorura në objektet industriale.Ky informacion vlen për disa trashëgimiUnaza O, tub me rreshtim, plastikë të përforcuar me fibra (FRP) dhe tub me rreshtim.Diskutohen shembuj të vetive të tilla si depërtimi, temperatura e qelqit dhe viskoelasticiteti dhe implikimet e tyre.
Më 28 janar 1986, fatkeqësia e anijes hapësinore Challenger tronditi botën.Shpërthimi ndodhi sepse unaza O nuk u mbyll siç duhet.
Defektet e përshkruara në këtë artikull paraqesin disa nga karakteristikat e defekteve jometalike që prekin pajisjet e përdorura në aplikimet industriale.Për secilin rast, diskutohen vetitë e rëndësishme të polimerit.
Elastomerët kanë një temperaturë të kalimit të qelqit, e cila përkufizohet si "temperatura në të cilën një material amorf, si qelqi ose polimeri, ndryshon nga një gjendje qelqi e brishtë në një gjendje duktile" [1].
Elastomerët kanë grup kompresimi - "përcaktohet si përqindja e sforcimit që një elastomer nuk mund ta rikuperojë pas një periudhe të caktuar kohe në një nxjerrje dhe temperaturë të caktuar" [2].Sipas autorit, kompresimi i referohet aftësisë së gomës për t'u kthyer në formën e saj origjinale.Në shumë raste, fitimi i kompresimit kompensohet nga një zgjerim që ndodh gjatë përdorimit.Megjithatë, siç tregon shembulli më poshtë, kjo nuk është gjithmonë rasti.
Gabimi 1: Temperatura e ulët e ambientit (36°F) përpara nisjes rezultoi në mungesë të unazave O të Viton në Space Shuttle Challenger.Siç thuhet në hetime të ndryshme të aksidenteve: "Në temperaturat nën 50°F, unaza O Viton V747-75 nuk është mjaft fleksibël për të gjurmuar hapjen e hendekut të provës" [3].Temperatura e tranzicionit të xhamit bën që unaza O Challenger të mos mbyllet siç duhet.
Problemi 2: Vulat e paraqitura në figurat 1 dhe 2 janë kryesisht të ekspozuara ndaj ujit dhe avullit.Grumbullimet u montuan në vend duke përdorur monomer etilen propilen diene (EPDM).Megjithatë, ata po testojnë fluoroelastomerët (FKM) si Viton) dhe perfluoroelastomerët (FFKM) si unazat O Kalrez.Megjithëse madhësitë ndryshojnë, të gjitha unazat O të paraqitura në Figurën 2 fillojnë me të njëjtën madhësi:
Cfare ndodhi?Përdorimi i avullit mund të jetë problem për elastomerët.Për aplikimet me avull mbi 250°F, deformimet e zgjerimit dhe tkurrjes FKM dhe FFKM duhet të merren parasysh në llogaritjet e projektimit të paketimit.Elastomerët e ndryshëm kanë disa avantazhe dhe disavantazhe, madje edhe ato që kanë rezistencë të lartë kimike.Çdo ndryshim kërkon mirëmbajtje të kujdesshme.
Shënime të përgjithshme mbi elastomerët.Në përgjithësi, përdorimi i elastomerëve në temperatura mbi 250°F dhe nën 35°F është i specializuar dhe mund të kërkojë të dhëna projektuesi.
Është e rëndësishme të përcaktohet përbërja elastomerike e përdorur.Spektroskopia infra e kuqe e transformimit Fourier (FTIR) mund të dallojë midis llojeve të konsiderueshme të ndryshme të elastomerëve, si EPDM, FKM dhe FFKM të përmendura më sipër.Sidoqoftë, testimi për të dalluar një përbërje FKM nga një tjetër mund të jetë sfidues.Unazat O të prodhuara nga prodhues të ndryshëm mund të kenë mbushës, vullkanizime dhe trajtime të ndryshme.E gjithë kjo ka një ndikim të rëndësishëm në grupin e kompresimit, rezistencën kimike dhe karakteristikat e temperaturës së ulët.
Polimerët kanë zinxhirë molekularë të gjatë e të përsëritur që lejojnë disa lëngje të depërtojnë në to.Ndryshe nga metalet, që kanë një strukturë kristalore, molekulat e gjata ndërthuren me njëra-tjetrën si një fije spageti të gatuar.Fizikisht, molekula shumë të vogla si uji/avulli dhe gazrat mund të depërtojnë.Disa molekula janë mjaft të vogla për t'u futur nëpër boshllëqet midis zinxhirëve individualë.
Dështimi 3: Në mënyrë tipike, dokumentimi i një hetimi të analizës së dështimit fillon me marrjen e imazheve të pjesëve.Megjithatë, pjesa plastike e sheshtë, fleksibël dhe me erë benzine e marrë të premten ishte kthyer në një tub të rrumbullakët të fortë deri të hënën (koha kur u shkrep fotografia).Raportohet se komponenti është një xhaketë tubi polietileni (PE) që përdoret për të mbrojtur komponentët elektrikë nën nivelin e tokës në një pikë karburanti.Pjesa e sheshtë plastike fleksibël që morët nuk e mbrojti kabllon.Depërtimi i benzinës shkaktoi ndryshime fizike dhe jo kimike - tubi i polietilenit nuk u dekompozua.Sidoqoftë, është e nevojshme të depërtoni në tuba më pak të zbutur.
Gabimi 4. Shumë objekte industriale përdorin tuba çeliku të veshur me Teflon për trajtimin e ujit, trajtimin me acid dhe ku përjashtohet prania e ndotësve metalikë (për shembull, në industrinë ushqimore).Tubat e veshur me teflon kanë vrima që lejojnë që uji të depërtojë në hapësirën unazore midis çelikut dhe rreshtimit të kullojë.Megjithatë, tubat me rreshtim kanë një jetëgjatësi pas përdorimit të zgjatur.
Figura 4 tregon një tub të veshur me Teflon që është përdorur për të furnizuar HCl për më shumë se dhjetë vjet.Një sasi e madhe e produkteve të korrozionit të çelikut grumbullohet në hapësirën unazore midis astarit dhe tubit të çelikut.Produkti e shtyu rreshtimin nga brenda, duke shkaktuar dëme siç tregohet në figurën 5. Korrozioni i çelikut vazhdon derisa tubi të fillojë të rrjedhë.
Për më tepër, zvarritja ndodh në sipërfaqen e fllanxhës së Teflonit.Zvarritja përkufizohet si deformim (deformim) nën ngarkesë konstante.Ashtu si me metalet, zvarritja e polimereve rritet me rritjen e temperaturës.Megjithatë, ndryshe nga çeliku, zvarritja ndodh në temperaturën e dhomës.Me shumë mundësi, me zvogëlimin e seksionit kryq të sipërfaqes së fllanxhave, bulonat e tubit të çelikut shtrëngohen shumë derisa të shfaqet çarja e unazës, e treguar në foto.Plasaritjet rrethore e ekspozojnë më tej tubin e çelikut ndaj HCl.
Dështimi 5: Astar polietileni me densitet të lartë (HDPE) përdoren zakonisht në industrinë e naftës dhe gazit për të riparuar linjat e injektimit të ujit të çelikut të gërryer.Megjithatë, ekzistojnë kërkesa specifike rregullatore për lehtësimin e presionit të astarit.Figura 6 dhe 7 tregojnë një rreshtim të dështuar.Dëmtimi i një rreshti të vetëm të valvulës ndodh kur presioni i unazës tejkalon presionin e brendshëm të funksionimit - rreshtimi dështon për shkak të depërtimit.Për veshjet HDPE, mënyra më e mirë për të parandaluar këtë dështim është shmangia e presionit të shpejtë të tubit.
Forca e pjesëve të tekstil me fije qelqi zvogëlohet me përdorim të përsëritur.Disa shtresa mund të shtrembërohen dhe plasariten me kalimin e kohës.API 15 HR "Tubacioni linear me fije qelqi me presion të lartë" përmban një deklaratë që një ndryshim 20% në presion është kufiri i testimit dhe riparimit.Seksioni 13.1.2.8 i Standardit Kanadez CSA Z662, Sistemet e tubacioneve të naftës dhe gazit, specifikon se luhatjet e presionit duhet të mbahen nën 20% të vlerësimit të presionit të prodhuesit të tubave.Përndryshe, presioni i projektimit mund të reduktohet deri në 50%.Gjatë projektimit të FRP dhe FRP me veshje, duhet të merren parasysh ngarkesat ciklike.
Gabimi 6: Ana e poshtme (ora 6) e tubit me tekstil me fije qelqi (FRP) që përdoret për furnizimin me ujë të kripur është e mbuluar me polietileni me densitet të lartë.Pjesa e dështuar, pjesa e mirë pas dështimit dhe komponenti i tretë (që përfaqëson komponentin e pas-prodhimit) u testuan.Në veçanti, seksioni kryq i seksionit të dështuar u krahasua me seksionin kryq të një tubi të parafabrikuar me të njëjtën madhësi (shih Figurat 8 dhe 9).Vini re se seksioni kryq i dështuar ka çarje të mëdha intralaminare që nuk janë të pranishme në tubin e fabrikuar.Delaminimi ndodhi si në tubacionet e reja ashtu edhe në ato të dështuara.Delaminimi është i zakonshëm në tekstil me fije qelqi me një përmbajtje të lartë xhami;Përmbajtja e lartë e xhamit jep forcë më të madhe.Tubacioni iu nënshtrua luhatjeve të rënda të presionit (më shumë se 20%) dhe dështoi për shkak të ngarkesës ciklike.
Figura 9. Këtu janë dy seksione të tjera tërthore të tekstil me fije qelqi të përfunduar në një tub tekstil me fije qelqi të veshur me polietileni me densitet të lartë.
Gjatë instalimit në vend, seksione më të vogla të tubit lidhen - këto lidhje janë kritike.Në mënyrë tipike, dy pjesë tubi janë të lidhura së bashku dhe hendeku midis tubave mbushet me "stuko".Lidhjet më pas mbështillen me disa shtresa të përforcimit me tekstil me fije qelqi me gjerësi të gjerë dhe ngopen me rrëshirë.Sipërfaqja e jashtme e bashkimit duhet të ketë shtresë të mjaftueshme çeliku.
Materialet jometalike si veshjet dhe tekstil me fije qelqi janë viskoelastike.Megjithëse kjo karakteristikë është e vështirë për t'u shpjeguar, manifestimet e saj janë të zakonshme: dëmtimi zakonisht ndodh gjatë instalimit, por rrjedhja nuk ndodh menjëherë.“Viskoelasticiteti është një veti e një materiali që shfaq veti viskoze dhe elastike kur deformohet.Materialet viskoze (si mjalti) i rezistojnë rrjedhës së prerjes dhe deformohen në mënyrë lineare me kalimin e kohës kur ushtrohet stres.Materialet elastike (siç është çeliku) do të deformohen menjëherë, por gjithashtu do të kthehen shpejt në gjendjen e tyre origjinale pasi të hiqet stresi.Materialet viskoelastike kanë të dyja vetitë dhe për këtë arsye shfaqin deformime të ndryshueshme në kohë.Elasticiteti zakonisht rezulton nga shtrirja e lidhjeve përgjatë planeve kristalore në trupat e ngurtë të renditur, ndërsa viskoziteti rezulton nga difuzioni i atomeve ose molekulave brenda një materiali amorf "[4].
Përbërësit e tekstilit me fije qelqi dhe plastike kërkojnë kujdes të veçantë gjatë instalimit dhe trajtimit.Përndryshe, ato mund të plasariten dhe dëmtimi mund të mos bëhet i dukshëm deri në një kohë të gjatë pas testimit hidrostatik.
Shumica e dështimeve të veshjeve me tekstil me fije qelqi ndodhin për shkak të dëmtimit gjatë instalimit [5].Testimi hidrostatik është i nevojshëm, por nuk zbulon dëmtime të vogla që mund të ndodhin gjatë përdorimit.
Figura 10. Këtu janë paraqitur ndërfaqet e brendshme (majtas) dhe të jashtme (djathtas) ndërmjet segmenteve të tubit me tekstil me fije qelqi.
Defekti 7. Figura 10 tregon lidhjen e dy seksioneve të tubave me tekstil me fije qelqi.Figura 11 tregon seksionin kryq të lidhjes.Sipërfaqja e jashtme e tubit nuk ishte mjaftueshëm e përforcuar dhe e mbyllur, dhe tubi u prish gjatë transportit.Rekomandimet për përforcimin e fugave janë dhënë në DIN 16966, CSA Z662 dhe ASME NM.2.
Tubat e polietilenit me densitet të lartë janë të lehta, rezistente ndaj korrozionit dhe përdoren zakonisht për tubacionet e gazit dhe ujit, duke përfshirë zorrët e zjarrit në vendet e fabrikës.Shumica e dështimeve në këto linja shoqërohen me dëmtime të marra gjatë punimeve të gërmimit [6].Sidoqoftë, dështimi i rritjes së ngadaltë të plasaritjes (SCG) mund të ndodhë gjithashtu në sforcime relativisht të ulëta dhe deformime minimale.Sipas raporteve, "SCG është një mënyrë e zakonshme dështimi në tubacionet nëntokësore të polietilenit (PE) me një jetëgjatësi projektimi prej 50 vjetësh" [7].
Gabimi 8: SCG është formuar në zorrën e zjarrit pas më shumë se 20 vitesh përdorim.Thyerja e saj ka këto karakteristika:
Dështimi i SCG karakterizohet nga një model thyerjeje: ka deformim minimal dhe ndodh për shkak të unazave të shumta koncentrike.Pasi zona SCG rritet në afërsisht 2 x 1,5 inç, plasaritja përhapet me shpejtësi dhe tiparet makroskopike bëhen më pak të dukshme (Figurat 12-14).Linja mund të pësojë ndryshime të ngarkesës prej më shumë se 10% çdo javë.Lidhjet e vjetra HDPE janë raportuar të jenë më rezistente ndaj dështimit për shkak të luhatjeve të ngarkesës sesa nyjet e vjetra HDPE [8].Megjithatë, objektet ekzistuese duhet të konsiderojnë zhvillimin e SCG pasi tubat e zjarrit HDPE plaken.
Figura 12. Kjo foto tregon se ku kryqëzohet dega T me tubin kryesor, duke krijuar çarjen e treguar nga shigjeta e kuqe.
Oriz.14. Këtu mund të shihni nga afër sipërfaqen e thyerjes së degës në formë T në tubin kryesor në formë T.Ka çarje të dukshme në sipërfaqen e brendshme.
Kontejnerët me shumicë të ndërmjetme (IBCs) janë të përshtatshëm për ruajtjen dhe transportimin e sasive të vogla të kimikateve (Figura 15).Ata janë aq të besueshëm sa është e lehtë të harrohet se dështimi i tyre mund të përbëjë një rrezik të madh.Megjithatë, dështimet e MDS mund të rezultojnë në humbje të konsiderueshme financiare, disa prej të cilave janë ekzaminuar nga autorët.Shumica e dështimeve shkaktohen nga trajtimi jo i duhur [9-11].Megjithëse IBC duket e thjeshtë për t'u inspektuar, çarjet në HDPE të shkaktuara nga trajtimi jo i duhur janë të vështira për t'u zbuluar.Për menaxherët e aseteve në kompanitë që shpesh përdorin kontejnerë me shumicë që përmbajnë produkte të rrezikshme, inspektimet e rregullta dhe të plota të jashtme dhe të brendshme janë të detyrueshme.në Shtetet e Bashkuara.
Dëmtimi ultraviolet (UV) dhe plakja janë të përhapura në polimere.Kjo do të thotë që ne duhet të ndjekim me kujdes udhëzimet e magazinimit të unazës O dhe të marrim parasysh ndikimin në jetëgjatësinë e komponentëve të jashtëm si rezervuarët e hapur dhe veshjet e pellgjeve.Ndërkohë që duhet të optimizojmë (minimizojmë) buxhetin e mirëmbajtjes, është i nevojshëm disa inspektime të komponentëve të jashtëm, veçanërisht atyre të ekspozuar ndaj dritës së diellit (Figura 16).
Karakteristikat si temperatura e tranzicionit të qelqit, grupi i ngjeshjes, depërtimi, zvarritja e temperaturës së dhomës, viskoelasticiteti, përhapja e ngadaltë e plasaritjes, etj. përcaktojnë karakteristikat e performancës së pjesëve plastike dhe elastomerike.Për të siguruar mirëmbajtje efektive dhe efikase të komponentëve kritikë, këto veti duhet të merren parasysh dhe polimerët duhet të jenë të vetëdijshëm për këto veti.
Autorët dëshirojnë të falënderojnë klientët dhe kolegët e zgjuar për ndarjen e gjetjeve të tyre me industrinë.
1. Lewis Sr., Richard J., Hawley's Concise Dictionary of Chemistry, botimi i 12-të, Thomas Press International, Londër, MB, 1992.
2. Burimi në internet: https://promo.parker.com/promotionsite/oring-ehandbook/us/en/ehome/laboratory-compression-set.
3. Lach, Cynthia L., Efekti i trajtimit të temperaturës dhe sipërfaqes O-Ring në aftësinë vulosëse të Viton V747-75.NASA Technical Paper 3391, 1993, https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940013602.pdf.
5. Praktikat më të mira për prodhuesit kanadezë të naftës dhe gazit (CAPP), "Përdorimi i tubacionit të përbërë (jo metalik) të përforcuar", prill 2017.
6. Maupin J. dhe Mamun M. Analiza e dështimit, rrezikut dhe rrezikut të tubave plastikë, Projekti DOT Nr. 194, 2009.
7. Xiangpeng Luo, Jianfeng Shi dhe Jingyan Zheng, Mekanizmat e rritjes së ngadaltë të çarjes në polietileni: Metodat e elementeve të fundme, 2015 ASME Presion Enssels and Piping Conference, Boston, MA, 2015.
8. Oliphant, K., Conrad, M., dhe Bryce, W., Lodhja e tubacionit të ujit plastik: Rishikimi teknik dhe rekomandimet për projektimin e lodhjes së tubit PE4710, Raporti teknik në emër të Shoqatës së tubave plastikë, maj 2012.
9. Udhëzimet e CBA/SIA për ruajtjen e lëngjeve në kontejnerë të ndërmjetëm me shumicë, ICB Issue 2, Tetor 2018 Online: www.chemical.org.uk/wp-content/uploads/2018/11/ibc-guidance-issue-2- 2018-1.pdf.
10. Beale, Christopher J., Way, Charter, Causes of IBC Leaks in Chemical Plants – An Analysis of Operating Experience, Series Seminar Nr. 154, IChemE, Rugby, MB, 2008, online: https://www.icheme.org/media/9737/xx-paper-42.pdf.
11. Madden, D., Kujdesi për Totes IBC: Pesë këshilla për t'i bërë ato të qëndrueshme, postuar në Bulk Containers, IBC Totes, Sustainability, postuar në blog.containerexchanger.com, 15 shtator 2018.
Ana Benz është Kryeinxhiniere në IRISNDT (5311 86th Street, Edmonton, Alberta, Kanada T6E 5T8; Telefon: 780-577-4481; Email: [email protected]).Ajo punoi si specialiste e korrozionit, defekteve dhe inspektimit për 24 vjet.Përvoja e saj përfshin kryerjen e inspektimeve duke përdorur teknika të avancuara të inspektimit dhe organizimin e programeve të inspektimit të impianteve.Mercedes-Benz i shërben industrisë së përpunimit kimik, fabrikave petrokimike, fabrikave të plehrave dhe nikelit në mbarë botën, si dhe fabrikave të prodhimit të naftës dhe gazit.Ajo mori një diplomë në inxhinieri materiale nga Universidad Simon Bolivar në Venezuelë dhe një diplomë master në inxhinieri materiale nga Universiteti i Kolumbisë Britanike.Ajo zotëron disa certifikata të testimit jo-shkatërrues të Bordit të Standardeve të Përgjithshme Kanadeze (CGSB), si dhe certifikimin API 510 dhe certifikimin e Grupit CWB të Nivelit 3.Benz ishte anëtar i Degës Ekzekutive të NACE Edmonton për 15 vjet dhe më parë shërbeu në pozicione të ndryshme me Shoqërinë Kanadeze të Saldimit të Degës Edmonton.
NINGBO BODI SEALS CO, LTD PRODHON TË GJITHA LLOJET EFFKM ORING,KITET FKM ORING ,
MIRË SE VINI TË NA KONTAKTONI KËTU, FALEMINDERIT!
Koha e postimit: Nëntor-18-2023