Selhání elektrostatické průrazné perforace nastane, když se vysokorychlostní kapalina, prášek nebo částice média otírá o vnitřní stěnu izolačního PFA obložení během provozu potrubí. Na povrchu fluoroplastové výstelky se neustále hromadí velké množství statického náboje a nemůže se včas uvolnit. Když elektrostatický potenciál dosáhne prahové hodnoty dielektrického průrazu PFA, okamžitý obloukový výboj prorazí výstelku a vytvoří drobné dírky. Procesní médium prosakuje mikrootvory, aby erodovalo ocelovou základní trubku, a opakované nahromadění a vybití náboje rozšíří poškozenou oblast, což nakonec způsobí zjevné prosakování a místní ablaci obložení. Tato porucha je způsobena poškozením dielektrické izolace způsobeným akumulací statické elektřiny, která se nejčastěji vyskytuje v potrubích přepravujících organická rozpouštědla, hořlavé kapaliny a suché pevné práškové materiály.
1. Mechanismus generování statické elektřiny a dielektrického průrazu
PFA je vynikající elektrický izolant s extrémně nízkou vodivostí. Když tekutina proudí vysokou rychlostí uvnitř potrubí, tření mezi médiem a povrchem výstelky vede k oddělení náboje: jedna strana nese kladnou statickou elektřinu a druhá zápornou statickou elektřinu. Protože výstelka nemůže vést elektřinu pro přenos náboje do uzemněné kovové vnější trubky, elektrostatický potenciál na vnitřní vrstvě výstelky stále stoupá. Jakmile rozdíl napětí překročí dielektrickou pevnost materiálu PFA, elektrické jiskry okamžitě prorazí obložení a vytvoří pronikající dírky. Vysoká teplota generovaná elektrickým obloukem spálí okolní fluoroplastický materiál a zvětší únikový kanál. Na rozdíl od mechanického propíchnutí tvrdými cizími předměty je toto poškození tvořeno spíše průrazem elektrického pole než fyzickou silou nárazu.
2. Typické polohy náchylné ke statickému poškození
Přímé části potrubí s maximální rychlostí proudění, kde je tření a akumulace náboje nejzávažnější;
Polohy kolena a T se změnou směru proudění, zesílená turbulence a prudké třecí nabíjení;
Nejvyšší body potrubí, kde dvoufázový tok plynu-kapaliny- zhoršuje efekt statické indukce;
Redukční potrubní segmenty s náhlým zrychlením průtoku a prudkým zvýšením rychlosti generování elektrostatického náboje;
Dálkové-vzdálené plně izolované vložkované potrubí bez jakékoli statické eliminační struktury podél celé trasy.
3. Faktory indukující jádro urychlující elektrostatické selhání
Čistě izolační PFA obložení bez anti{0}}statické úpravy a vestavěné-vodivé výbojové struktury;
Příliš vysoká rychlost proudění média daleko přesahující anti{0}}statický návrhový limit vložkovaných potrubí;
Médium obsahuje velký podíl plynné fáze nebo pevných částic, což výrazně zvyšuje účinnost triboelektrifikace;
Vnější ocelová trubka není spolehlivě uzemněna, což eliminuje cestu pro potenciální odlehčení tlaku;
Na potrubním systému nejsou instalovány žádné statické eliminátory ani zemnící přemostění.
4. Úplná-technická opatření pro prevenci a kontrolu propojení
① Použijte anti{0}}staticky upravenou vodivou PFA výstelku pro hořlavé a{1}}vysokoprůtokové pracovní podmínky
Přidejte vodivá plniva pro realizaci vedení náboje a úniku.
② Přísně omezte průtok média ve specifikovaném anti-bezpečném rozsahu
Zásadně omezte zdroj generování triboelektrického náboje.
③ Ujistěte se, že kovová základní trubka a všechny potrubní armatury jsou spolehlivě připojeny k síti ekvipotenciálního uzemnění
Zajistěte stabilní vybíjecí smyčku pro nahromaděnou statickou elektřinu.
④ Nainstalujte zařízení pro eliminaci statické elektřiny a propojky pro ekvipotenciální přemostění v intervalech na dlouhém potrubí
Zabraňte místní potenciální nadměrné koncentraci na segmentovaných částech potrubí.
⑤ Pravidelně testujte zemnící odpor a elektrostatický potenciál povrchu výstelky klíčových procesních potrubí
Včas napravte abnormální rizika selhání uzemnění.
5. Srovnávací tabulka účinku prevence
表格
| Režim designu a uzemnění | Riziko statického zhroucení | Návrh aplikace |
|---|---|---|
| Čistá izolační vložka + ultra-vysoká rychlost proudění + neuzemněné potrubí | Při krátkodobém{0}}provozu se objevuje perforace a dokonce nebezpečí vznícení | Nahraďte jej anti-statickou výstelkou a dokončete transformaci uzemnění potrubí |
| Vodivé modifikované obložení + omezení průtoku + integrované spolehlivé uzemnění | Účinně se vyhněte elektrostatickému hromadění a dielektrickému průrazu | Standardní specifikace provedení proti výbuchu{0} pro potrubí s hořlavými médii PFA |
| Distribuované zařízení na eliminaci statické elektřiny + elektrostatické monitorování v reálném čase- + pravidelná kontrola odporu | Extrémně nízký elektrický průraz a nebezpečí skrytého požáru | Upřednostňované schéma pro potrubí pro ohřev a dopravu petrochemických hořlavých rozpouštědel |
Závěr
Porucha průrazu elektrostatického výboje PFA obložení je způsobena nahromaděním triboelektrifikačního náboje na izolačním obložení, který nelze uvolnit, což vede k porušení elektrického pole a obloukové perforaci antikorozní vrstvy. Mezi základní strategie prevence patří výběr anti-statických vodivých výstelkových materiálů, řízení rychlosti proudění za účelem snížení tvorby statické elektřiny, zdokonalení uzemnění potrubí a ekvipotenciálního spojení a konfigurace pomocných zařízení pro eliminaci statické elektřiny. Řízení celého-procesu přizpůsobení materiálu, omezení procesních parametrů a kontrola elektrické bezpečnosti může zabránit úniku propíchnutí obložení a nehodám způsobeným hořlavými výbuchy vyvolanými statickou elektřinou v topných trubkách vyložených PFA.
