X'inhu l-effett tal-gass tal-kloru maħlul fl-ilma fuq l-ebusija tal-wiċċ tal-PFA Heater wara 1,000 siegħa?

Fl-ilma, il-gass tal-kloru (Cl₂) huwa aġent ossidanti qawwi ħafna u jintuża f'ħafna sistemi ta 'diżinfezzjoni, pixxini u impjanti muniċipali għat-trattament tal-ilma. Maż-żmien, il-kloru se jeqred l-uċuħ tal-PFA. Fi kwantitajiet normali (1-10 ppm) il-gass tal-kloru maħlul jipproduċi alterazzjoni progressiva tal-wiċċ, filwaqt li s-soluzzjonijiet tal-ipoklorit (bliċ) jikkawżaw degradazzjoni mgħaġġla. L-ebusija tal-wiċċ tal-PFA togħla b'5-10 unitajiet Shore D (65-68 sa 70-75) wara 1,000 siegħa ta 'espożizzjoni kontinwa f'40 grad (temperatura medja tal-pool) b'5 ppm Cl maħlul 2 . Il-wiċċ isir aktar fraġli, it-titwil fil-waqfa jonqos minn 300 % għal 150-20 %. Iż-żieda fl-ebusija hija limitata għas-saff ta 'barra ta' 50-150 µm, il-materjal tal-massa jibqa' mhux mibdul. L-azzjoni hija aċċellerata f'temperaturi ogħla (60 sa 80 grad) jew konċentrazzjonijiet ta 'klorin akbar (20 sa 50 ppm), u l-qsim tal-wiċċ jista' jseħħ fi żmien 500 siegħa.

Mekkaniżmu ta' PFA Chlorine Attack
Fl-ilma, il-gass tal-kloru maħlul idrolizza biex joħloq aċidu ipokloruż (HOCl) u aċidu idrokloriku (HCl). Cl 2 + H 2 O HOCl + HCl. “HOCl u HCl huma t-tnejn ostili. L-HOCl huwa ossidatur qawwi li jiġbed l-atomi tal-idroġenu mit-truf tal-katina tal-PFA (għalkemm il-PFA għandu relattivament ftit idroġeni, hemm xi gruppi tat-tarf -CF2H residwali). Il-fluworin jiġi sostitwit bl-ossiġnu, u jifforma gruppi ta' fluworidu tal-karbonil (-COF) u karbossili (-COOH). Dawn il-gruppi polari jżidu l-enerġija tal-wiċċ (minn 18-20 mN/m sa 25-35 mN/m), li paradossalment tirriżulta fit-tnaqqis tal-angolu ta 'kuntatt mal-ilma, u għalhekk, tista' ttejjeb it-tixrib. Aktar sinifikanti, is-saff tal-wiċċ ossidizzat jgħaqqad u jibbies. Iż-żieda fl-ebusija hija relatata ma 'żieda fil-kristallinità tas-saff tal-wiċċ (minn 45% għal 55-60%) minħabba li r-reġjuni amorfi huma preferenzjali mmirati u riorganizzati.

Din ir-reazzjoni hija dipendenti fuq it-temperatura. 25 grad . Wara 1,000 siegħa f'5 ppm Cl2 l-ebusija tiżdied b'2–4 unitajiet Shore D. F'40 grad ., Huwa 5-10 unitajiet. F'60 grad huwa 10-15-il unità. Il-mikroxquq tal-wiċċ huma ffurmati. PFA f'5 ppm ilma tal-kloru fi 80 grad jonqos wara 200-500 siegħa minħabba qsim qawwi tal-wiċċ u fraġilità. Għalhekk, ħiters PFA f'sistemi ta 'diżinfezzjoni tal-kloru għandhom jintużaw taħt il-50 grad.

Bidla fl-ebusija tal-wiċċ wara 1000 siegħa
Temperatura (grad) Konċentrazzjoni tal-klorin (ppm)Ebusija, Inizjali (Xatt D) Ebusija wara 1,000 siegħa (Xatt D) Żieda (Xatt D) Id-Dehra tal-wiċċ Titwil fil-Washing Retention (%)
0 (kontroll) 40 66 66 0 Lixx, tleqq 100% 1 40 66 68-69 2-3 Ħfief matt 90-95% 5 40 66 70-73 4-7 Matt, kemmxejn mhux maħdum 70-80%
10 40 66 72-75 6-9 Mikro-ħruxija matt, notevoli 60-70%
5 25 66 68–70 2–4 Ħfief matt 85–90% 5 50 66 72–76 6–10 Matt, tixxaqqaq fin 65–75% 5 60 66 75–80 9–14 Mikroxquq apparenti f'10× 40–60%
5 80 66 M/A (falla) M/A Xquq tal-wiċċ, fraġilità<20% 20 40 66 74-78 8-12 Crazing, white surface layer 50-65% 50 40 66 78-82 12-16 Cracking, surface powdering 30-50%
Implikazzjonijiet prattiċi għat-tħaddim tal-heater
Għall-ħiters tal-pixxini (25-30 grad , 1-5 ppm Cl2), iż-żieda fl-ebusija wara 1,000 siegħa kienet żgħira (2-5 Shore D). Il-heater għadu qed jaħdem u t-tifrik tal-wiċċ ma jinduċix qsim waqt iċ-ċiklu termali normali (ΔT=10-20 grad ). It-tul tal-ħajja huwa 5-10 snin. Għal sistemi ta 'trattament ta' ilma muniċipali b'temperaturi ta '40-50 grad , iż-żieda fl-ebusija hija sinifikanti (5-10 Shore D). Il-wiċċ tal-heater isir matt u jitlef l-elastiċità tiegħu. Wara 2-3 snin ta 'ċikliżmu termali (kuljum mixgħul/mitfi) jistgħu jidhru ksur fini tal-wiċċ. Sostituzzjoni rakkomandata fi 3-5 snin.

Il-PFA mhux rakkomandat għad-diżinfezzjoni industrijali tal-kloru f'temperaturi għoljin (50-80 grad) tkun xi tkun il-konċentrazzjoni. Il-kombinazzjoni ta 'temperatura għolja u klorin twassal għal deterjorazzjoni rapida tal-wiċċ u qsim u eventwalment għal permeazzjoni fil-qalba tal-metall. Materjali oħra għas-servizz tal-kloru b'temperatura għolja huma titanju (passivati ​​fl-ilma tal-kloru) jew ECTFE (Halar) li huwa superjuri minn PFA fir-rigward tar-reżistenza għall-kloru.

Ittestjar tal-Ebusija tal-wiċċ tal-Valutazzjoni tal-Kondizzjoni
Għal ħiters PFA fis-servizz tal-kloru, l-ittestjar annwali tal-ebusija tal-wiċċ jistma l-ħajja li fadal. Uża durometru Shore D portabbli (ASTM D2240). Kejjel fi tliet pożizzjonijiet (qiegħ, nofs, fuq) fuq il-parti li tkun mgħaddsa. Jekk l-ebusija żdiedet 5-10 unitajiet fuq il-valur oriġinali (66-68) dik hija indikazzjoni ta' degradazzjoni moderata. Il-heater x'aktarx ikollu 2-3 snin fadal. Żieda ta' 10-15 unità fl-ebusija hija indikattiva ta' degradazzjoni sinifikanti u s-sostituzzjoni għandha ssir fi żmien 12-il xahar. Jekk l-ebusija tiżdied b'aktar minn 15-il unità jew jekk iseħħ xi qsim ovvju tal-wiċċ, hija meħtieġa sostituzzjoni. L-assoċjazzjoni bejn il-ħajja li fadal u ż-żieda fl-ebusija hija empirika. Madankollu, huwa affidabbli għal PFA bil-ħsara mill-kloru.

Jekk il-ħiters diġà qed juru żieda fl-ebusija, naqqas it-temperatura tax-xogħol jekk possibbli. Ir-rata ta' degradazzjoni tonqos bin-nofs kull tnaqqis ta' 5 gradi (imġieba ta' Arrhenius). Ħiter f'50 grad, b'żieda ta '10 unitajiet fl-ebusija, li jinżel għal 40 grad, jirdoppja l-ħajja li fadal għal 4 snin.

Konklużjonijiet: L-ebusija żdiedet b'5-10 Unitajiet wara 1,000 Siegħa f'40 grad /5ppm Cl2
The surface hardness of PFA heater increased by 5–10 Shore D units (from 66–68 to 70–75) after exposure to dissolved chlorine gas (5 ppm) in water at 40°C for 1,000 hours. The surface was embrittled, the elongation at break decreased from 300 % to 70-80 %. The degradation is confined to the outer 50–150 ?m layer and does not cause immediate failure, but it weakens the resistance of the heater to thermal cycling and mechanical stress. For normal pool and municipal water disinfection (25 to 40 deg C, 1 to 5 ppm), PFA heaters have adequate 5-10 year life. PFA is not recommended for industrial usage above 50°C. Annual tests of Shore D hardness offer an easy, non-destructive way to measure degradation and forecast replacement dates. Replacement of heater required if hardness increases >15-il unità jew kwalunkwe qsim evidenti tal-wiċċ. Kif tissorvelja l-ebusija, iżżomm it-temperatura, u tissostitwixxi qabel ma tonqos Il-kloru u t-temperatura għolja huma l-għedewwa tal-PFA. Immaniġġja t-tnejn u l-heater tiegħek se jgħix.