Ĉi tiu ilustrita gvidilo montras kelkajn oftajn problemojn, kiuj povas okazi kun polimeraj kaj elastomeraj materialoj, kiuj diferencas de tiuj, kiuj okazas kun metalaj sigeloj kaj komponantoj.
La fiasko de polimeraj (plastaj kaj elastomeraj) komponantoj kaj ĝiaj konsekvencoj povas esti tiel seriozaj kiel la fiasko de metalaj ekipaĵoj.La prezentitaj informoj priskribas kelkajn el la propraĵoj, kiuj influas polimerkomponentojn de ekipaĵoj uzataj en industriaj instalaĵoj.Ĉi tiu informo validas por iu heredaĵoO-ringoj, tetita pipo, fibro plifortigita plasto (FRP) kaj tetita pipo.Ekzemploj de trajtoj kiel ekzemple penetro, vitrotemperaturo, kaj viskoelasteco kaj iliaj implicoj estas diskutitaj.
La 28-an de januaro 1986, la katastrofo de la kosmopramo Challenger ŝokis la mondon.La eksplodo okazis ĉar la O-ringo ne sigelis konvene.
La faŭltoj priskribitaj en ĉi tiu artikolo prezentas kelkajn el la karakterizaĵoj de ne-metalaj faŭltoj influantaj ekipaĵojn uzatajn en industriaj aplikoj.Por ĉiu kazo, gravaj polimeraj trajtoj estas diskutitaj.
Elastomeroj havas vitrotransirtemperaturon, kiu estas difinita kiel "la temperaturo ĉe kiu amorfa materialo, kiel ekzemple vitro aŭ polimero, ŝanĝiĝas de fragila vitreca stato al duktila stato" [1].
Elastomeroj havas kunpremadon - "difinite kiel la procento de trostreĉiĝo kiun elastomero ne povas renormaliĝi post fiksa tempodaŭro ĉe antaŭfiksita eltrudado kaj temperaturo" [2].Laŭ la aŭtoro, kunpremado rilatas al la kapablo de kaŭĉuko reveni al sia origina formo.En multaj kazoj, la kunpremadgajno estas kompensita per iu vastiĝo kiu okazas dum uzo.Tamen, kiel montras la malsupra ekzemplo, ĉi tio ne ĉiam okazas.
Kulpo 1: Malalta ĉirkaŭa temperaturo (36 °F) antaŭ lanĉo rezultigis nesufiĉajn Viton-O-ringojn sur la Kosmopramo Challenger.Kiel dirite en diversaj akcidento-enketoj: "Je temperaturoj sub 50 °F, la Viton V747-75 O-ringo ne estas sufiĉe fleksebla por spuri la malfermon de la testinterspaco" [3].La vitra transirtemperaturo igas la Challenger O-ringo malsukcesi sigeli konvene.
Problemo 2: La fokoj montritaj en Figuroj 1 kaj 2 estas ĉefe elmontritaj al akvo kaj vaporo.La fokoj estis kunvenitaj surloke uzante etilen-propilen-dienan monomeron (EPDM).Tamen, ili testas fluoroelastomerojn (FKM) kiel ekzemple Viton) kaj perfluoroelastomer (FFKM) kiel ekzemple Kalrez O-ringoj.Kvankam grandecoj varias, ĉiuj O-ringoj montritaj en Figuro 2 komencas la saman grandecon:
Kio okazis?La uzo de vaporo povas esti problemo por elastomeroj.Por vaporaplikoj super 250 °F, disvastiĝaj kaj kuntiriĝaj deformadoj FKM kaj FFKM devas esti konsiderataj en pakaj dezajnokalkuloj.Malsamaj elastomeroj havas certajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn, eĉ tiuj, kiuj havas altan kemian reziston.Ajna ŝanĝoj postulas zorgan prizorgadon.
Ĝeneralaj notoj pri elastomeroj.Ĝenerale, la uzo de elastomeroj ĉe temperaturoj super 250 °F kaj sub 35 °F estas specialigita kaj povas postuli dezajnisto-enigo.
Gravas determini la elastomeran komponadon uzatan.Fourier transformita infraruĝa spektroskopio (FTIR) povas distingi inter signife malsamaj specoj de elastomeroj, kiel ekzemple EPDM, FKM kaj FFKM menciitaj supre.Tamen, testado por distingi unu FKM-kunmetaĵon de alia povas esti malfacila.O-ringoj faritaj de malsamaj produktantoj povas havi malsamajn plenigaĵojn, vulkanigojn kaj traktadojn.Ĉio ĉi havas gravan efikon al kunprema aro, kemia rezisto kaj malaltaj temperaturoj.
Polimeroj havas longajn, ripetantajn molekulajn ĉenojn, kiuj permesas al certaj likvaĵoj penetri ilin.Male al metaloj, kiuj havas kristalan strukturon, longaj molekuloj interplektiĝas kiel fadeno de kuirita spageto.Fizike, tre malgrandaj molekuloj kiel akvo/vaporo kaj gasoj povas penetri.Kelkaj molekuloj estas sufiĉe malgrandaj por konveni tra la interspacoj inter individuaj ĉenoj.
Fiasko 3: Tipe, dokumentado de fiaska analizenketo komenciĝas per akirado de bildoj de la partoj.Tamen, la plata, fleksebla, benzinodoranta peco de plasto ricevita vendrede fariĝis malmola ronda pipo antaŭ lundo (la tempo kiam la foto estis prenita).La komponento estas laŭdire polietilena (PE) pipjako uzita por protekti elektrajn komponentojn sub grundnivelo ĉe benzinstacio.La plata fleksebla plasta peco, kiun vi ricevis, ne protektis la kablon.La penetrado de benzino kaŭzis fizikajn, ne kemiajn ŝanĝojn - la polietilena tubo ne malkomponiĝis.Tamen necesas penetri malpli moligitajn tubojn.
Kulpo 4. Multaj industriaj instalaĵoj uzas Teflon-tegitajn ŝtaltubojn por akvopurigado, acidtraktado kaj kie la ĉeesto de metalaj poluaĵoj estas ekskludita (ekzemple, en la nutraĵa industrio).Teflon-tegitaj pipoj havas ellastruojn kiuj permesas al akvo tralikiĝanta en la ringan spacon inter la ŝtalo kaj la tegaĵo dreniĝi for.Tamen, liniitaj tuboj havas konservadon post longedaŭra uzo.
Figuro 4 montras Teflon-liniitan tubon kiu estis uzita por provizi HCl dum pli ol dek jaroj.Granda kvanto da ŝtalaj korodaj produktoj akumuliĝas en la ringa spaco inter la tegaĵo kaj la ŝtala tubo.La produkto puŝis la tegaĵon internen, kaŭzante damaĝon kiel montrite en Figuro 5. Korodo de la ŝtalo daŭras ĝis la pipo komencas liki.
Krome, fluado okazas sur la Teflona flanĝsurfaco.Fluado estas difinita kiel deformado (deformado) sub konstanta ŝarĝo.Kiel ĉe metaloj, la fluado de polimeroj pliiĝas kun pliiĝanta temperaturo.Tamen, male al ŝtalo, rampo okazas ĉe ĉambra temperaturo.Plej verŝajne, kiam la sekco de la flanĝsurfaco malpliiĝas, la rigliloj de la ŝtala tubo estas trostreĉitaj ĝis la ringa fendeto aperas, montrita en la foto.Cirklaj fendetoj plue eksponas la ŝtalpipon al HCl.
Fiasko 5: Alt-denseca polietileno (HDPE) ekskursoŝipoj estas ofte uzataj en la petrolo kaj gasindustrio por ripari korodatajn ŝtalajn akvo-injektajn liniojn.Tamen, ekzistas specifaj reguligaj postuloj por ekskursoprema krizhelpo.Figuroj 6 kaj 7 montras malsukcesan ekskursoŝipon.Damaĝo al ununura valvekskursoŝipo okazas kiam la anuluspremo superas la internan operacian premon - la ekskursoŝipo malsukcesas pro penetro.Por HDPE-ekskursoŝipoj, la plej bona maniero malhelpi ĉi tiun fiaskon estas eviti rapidan senpremadon de la pipo.
La forto de vitrofibropartoj malpliiĝas kun ripeta uzo.Pluraj tavoloj povas delaminaci kaj krevi kun la tempo.API 15 HR "High Pressure Fiberglass Linear Pipe" enhavas deklaron, ke 20% ŝanĝo en premo estas la prova kaj ripara limo.Sekcio 13.1.2.8 de Canadian Standard CSA Z662, Petroleum and Gas Pipeline Systems, precizigas ke premfluktuoj devas esti konservitaj sub 20% de la premtaksado de la pipproduktanto.Alie, la desegna premo povas esti reduktita je ĝis 50%.Dum desegnado de FRP kaj FRP kun tegaĵo, ciklaj ŝarĝoj devas esti konsiderataj.
Kulpo 6: La malsupra (6a horo) flanko de la vitrofibro (FRP) pipo uzita por provizi salakvon estas kovrita per alt-denseca polietileno.La malsukcesa parto, la bona parto post malsukceso, kaj la tria komponento (reprezentanta la post-produktan komponenton) estis provitaj.Aparte, la sekco de la malsukcesa sekcio estis komparita kun la sekco de prefabrikita tubo de la sama grandeco (vidu Figurojn 8 kaj 9).Notu ke la malsukcesa sekco havas ampleksajn intralamenajn fendetojn kiuj ne ĉeestas en la fabrikita pipo.Delminado okazis en kaj novaj kaj malsukcesaj pipoj.Delaminado estas ofta en vitrofibro kun alta vitroenhavo;Alta vitra enhavo donas pli grandan forton.La dukto estis kondiĉigita de severaj premaj fluktuoj (pli ol 20%) kaj malsukcesis pro cikla ŝarĝo.
Figuro 9. Jen du pliaj sekcoj de finita vitrofibro en alta denseca polietileno-liniita vitrofibro pipo.
Dum surloka instalado, pli malgrandaj sekcioj de tubo estas konektitaj - ĉi tiuj ligoj estas kritikaj.Tipe, du pecoj da pipo estas kunpuŝitaj kaj la interspaco inter la pipoj estas plenigita per "mastiko".La juntoj tiam estas enpakitaj en pluraj tavoloj de larĝlarĝa vitrofibro-plifortikigo kaj impregnitaj per rezino.La ekstera surfaco de la junto devas havi sufiĉan ŝtalkovraĵon.
Nemetalaj materialoj kiel ekskursoŝipoj kaj vitrofibro estas viskoelastaj.Kvankam ĉi tiu karakterizaĵo estas malfacile klarigebla, ĝiaj manifestiĝoj estas oftaj: damaĝo kutime okazas dum instalado, sed elfluado ne okazas tuj."Viskoelasteco estas posedaĵo de materialo kiu elmontras kaj viskozajn kaj elastajn trajtojn kiam misformita.Viskozaj materialoj (kiel ekzemple mielo) rezistas tondfluon kaj deformas linie dum tempo kiam streĉo estas aplikita.Elastaj materialoj (kiel ŝtalo) deformiĝos tuj, sed ankaŭ rapide revenos al sia origina stato post kiam streĉiĝo estas forigita.Viskoelastaj materialoj havas ambaŭ trajtojn kaj tial elmontras temp-varian deformadon.Elasteco tipe rezultas el la streĉado de ligoj laŭ kristalaj ebenoj en ordigitaj solidoj, dum viskozeco rezultas el la disvastigo de atomoj aŭ molekuloj ene de amorfa materialo " [4].
Vitrofibro kaj plastaj komponantoj postulas specialan zorgon dum instalado kaj manipulado.Alie, ili povas fendetiĝi kaj damaĝo eble ne evidentiĝas ĝis longe post hidrostatika testado.
La plej multaj fiaskoj de vitrofibrotegaĵoj okazas pro difekto dum instalado [5].Hidrostatika testado estas necesa sed ne detektas negravan damaĝon, kiu povas okazi dum uzo.
Figuro 10. Montritaj ĉi tie estas la internaj (maldekstre) kaj eksteraj (dekstre) interfacoj inter vitrofibrpipaj segmentoj.
Difekto 7. Figuro 10 montras la konekton de du sekcioj de vitrofibropipoj.Figuro 11 montras la sekcon de la konekto.La ekstera surfaco de la pipo ne estis sufiĉe plifortigita kaj sigelita, kaj la pipo rompiĝis dum transportado.Rekomendoj por plifortigo de juntoj estas donitaj en DIN 16966, CSA Z662 kaj ASME NM.2.
Alt-densecaj polietilenaj tuboj estas malpezaj, korodrezistaj, kaj estas ofte uzataj por gasaj kaj akvotuboj, inkluzive de fajrotuboj sur fabrikejoj.La plej multaj fiaskoj sur tiuj linioj estas rilataj al difekto ricevita dum elfosadlaboro [6].Tamen, malrapida fendetkresko (SCG) fiasko ankaŭ povas okazi ĉe relative malaltaj stresoj kaj minimumaj trostreĉoj.Laŭ raportoj, "SCG estas ofta malsukcesa reĝimo en subteraj polietilenaj (PE) duktoj kun projektdaŭro de 50 jaroj" [7].
Kulpo 8: SCG formiĝis en la fajrotubo post pli ol 20 jaroj da uzo.Ĝia frakturo havas la jenajn karakterizaĵojn:
SCG-fiasko estas karakterizita per frakturpadrono: ĝi havas minimuman deformadon kaj okazas pro multoblaj samcentraj ringoj.Post kiam la SCG-areo pliiĝas al proksimume 2 x 1,5 coloj, la fendeto disvastiĝas rapide kaj makroskopaj trajtoj iĝas malpli evidentaj (Figuroj 12-14).La linio povas sperti ŝarĝajn ŝanĝojn de pli ol 10% ĉiun semajnon.Malnovaj HDPE-artikoj estis raportitaj esti pli rezistemaj al fiasko pro ŝarĝfluktuoj ol malnovaj HDPE-artikoj [8].Tamen, ekzistantaj instalaĵoj devus konsideri evoluigi SCG kiel HDPE fajrotuboj maljuniĝas.
Figuro 12. Ĉi tiu foto montras kie la T-branĉo intersekcas kun la ĉefa tubo, kreante la fendon indikitan per la ruĝa sago.
Rizo.14. Ĉi tie vi povas vidi proksime la fraktursurfacon de la T-forma branĉo al la ĉefa T-forma tubo.Estas evidentaj fendoj sur la interna surfaco.
Mezaj Bulkaj Ujoj (IBC) taŭgas por stoki kaj transporti malgrandajn kvantojn da kemiaĵoj (Figuro 15).Ili estas tiel fidindaj, ke estas facile forgesi, ke ilia malsukceso povas prezenti gravan danĝeron.Tamen, MDS-fiaskoj povas rezultigi gravajn financajn perdojn, iuj el kiuj estas ekzamenitaj de la aŭtoroj.Plej multaj misfunkciadoj estas kaŭzitaj de nedeca uzado [9-11].Kvankam IBC ŝajnas simpla por inspekti, fendetoj en HDPE kaŭzitaj de nedeca manipulado estas malfacile detekteblaj.Por aktivaj administrantoj en kompanioj, kiuj ofte manipulas pograndajn ujojn enhavantajn danĝerajn produktojn, regulaj kaj ĝisfundaj eksteraj kaj internaj inspektadoj estas devigaj.en Usono.
Ultraviola (UV) damaĝo kaj maljuniĝo estas ĝeneralaj en polimeroj.Ĉi tio signifas, ke ni devas zorge sekvi O-ringajn stokajn instrukciojn kaj konsideri la efikon al la vivo de eksteraj komponantoj kiel malfermaj supraj tankoj kaj lagetaj tegaĵoj.Dum ni bezonas optimumigi (minimumigi) la bontena buĝeto, iu inspektado de eksteraj komponantoj estas necesa, precipe tiuj eksponitaj al sunlumo (Figuro 16).
Karakterizaĵoj kiel vitra transira temperaturo, kunprema aro, penetro, ĉambra temperaturo rampo, viskoelasteco, malrapida kraka disvastigo, ktp determinas la agadon karakterizaĵoj de plasto kaj elastomeraj partoj.Por certigi efikan kaj efikan prizorgadon de kritikaj komponantoj, ĉi tiuj propraĵoj devas esti konsiderataj, kaj polimeroj devas konscii ĉi tiujn trajtojn.
La aŭtoroj ŝatus danki komprenemajn klientojn kaj kolegojn pro dividado de siaj trovoj kun la industrio.
1. Lewis Sr., Richard J., Hawley's Concise Dictionary of Chemistry, 12-a eldono, Thomas Press International, Londono, UK, 1992.
2. Interreta fonto: https://promo.parker.com/promotionsite/oring-ehandbook/us/en/ehome/laboratory-compression-set.
3. Lach, Cynthia L., Efiko de Temperaturo kaj O-Ringa Surfaca Traktado sur la Sigela Kapableco de Viton V747-75.NASA Teknika Papero 3391, 1993, https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940013602.pdf.
5. Plej bonaj Praktikoj por Kanadaj Petrolaj kaj Gasaj Produktantoj (CAPP), "Uzante Plifortigitan Kunmetaĵon (Ne-Metala) Dukto", aprilo 2017.
6. Maupin J. kaj Mamun M. Fiasko, Risko kaj Danĝera Analizo de Plasta Pipo, DOT Project No. 194, 2009.
7. Xiangpeng Luo, Jianfeng Shi kaj Jingyan Zheng, Mekanismoj de Slow Crack Growth in Polyethylene: Finite Element Methods, 2015 ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Boston, MA, 2015.
8. Oliphant, K., Conrad, M., kaj Bryce, W., Fatigue of Plastic Water Pipe: Technical Review and Recommendations for Fatigue Design of PE4710 Pipe, Teknika Raporto nome de la Plasta Pipo-Asocio, majo 2012.
9. Gvidlinioj CBA/SIA por Stokado de Likvaĵoj en Mezaj Pokaj Ujoj, ICB-Numero 2, oktobro 2018 Interrete: 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, Seminar Series No. 154, IChemE, Rugby, UK, 2008, rete: https://www.icheme.org/media/9737/xx-paper-42.pdf.
11. Madden, D., Prizorgado de IBC-Totoj: Kvin Konsiloj por Fari ilin Laste, afiŝita en Bulk Containers, IBC-Totoj, Daŭripovo, afiŝita sur blog.containerexchanger.com, la 15-an de septembro 2018.
Ana Benz estas ĉefinĝeniero ĉe IRISNDT (5311 86th Street, Edmontono, Alberto, Kanado T6E 5T8; Telefono: 780-577-4481; Retpoŝto: [retpoŝto protektita]).Ŝi laboris kiel korodo, fiasko kaj inspekta specialisto dum 24 jaroj.Ŝia sperto inkluzivas fari inspektadojn per altnivelaj inspektadteknikoj kaj organizado de plantinspektadprogramoj.Mercedes-Benz servas la kemian pretigan industrion, petrolkemiajn plantojn, sterkfabrikojn kaj nikelfabrikojn tutmonde, same kiel petrol- kaj gasproduktadfabrikojn.Ŝi ricevis akademian gradon en materiala inĝenierado de Universidad Simon Bolivar en Venezuelo kaj magistron en materiala inĝenierado de la Universitato de Brita Kolumbio.Ŝi tenas plurajn nedetruajn testajn atestadojn de Canadian General Standards Board (CGSB), same kiel API 510 atestadon kaj CWB Group Level 3 atestadon.Benz estis membro de la NACE Edmonton Executive Branch dum 15 jaroj kaj antaŭe deĵoris en diversaj pozicioj kun la Edmonton Branch Canadian Welding Society.
NINGBO BODI SEALS CO.,LTD Produktis ĉiajn specojnFFKM ORING,FKM ORING KITS ,
BONVENON KONTAKTI NI ĈI TIE , DANKON !
Afiŝtempo: Nov-18-2023