Энэхүү зурагт гарын авлага нь полимер болон эластомер материалд тохиолдож болох зарим нийтлэг асуудлуудыг харуулсан бөгөөд энэ нь металл лац, эд ангиудад тохиолддог бэрхшээлээс ялгаатай.
Полимер (хуванцар ба эластомер) эд ангиудын эвдрэл, түүний үр дагавар нь металл тоног төхөөрөмжийн эвдрэлтэй адил ноцтой байж болно.Үзүүлсэн мэдээлэл нь үйлдвэрлэлийн байгууламжид ашиглагддаг тоног төхөөрөмжийн полимер бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нөлөөлдөг зарим шинж чанарыг тодорхойлдог.Энэ мэдээлэл нь зарим өв залгамжлалд хамаарнаO-цагираг, доторлогоотой хоолой, шилэн арматуртай хуванцар (FRP) болон доторлогоотой хоолой.Нэвтрэх, шилний температур, зуурамтгай чанар зэрэг шинж чанаруудын жишээ, тэдгээрийн үр нөлөөг авч үзнэ.
1986 оны 1-р сарын 28-нд Челленджер сансрын хөлгийн сүйрэл дэлхий нийтийг цочирдуулав.О-цагираг зөв битүүмжлээгүйгээс болж дэлбэрэлт болсон.
Энэ өгүүлэлд тайлбарласан гэмтэл нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд ашигладаг тоног төхөөрөмжид нөлөөлж буй металл бус гэмтлийн зарим шинж чанарыг танилцуулж байна.Тохиолдол бүрийн хувьд чухал полимер шинж чанаруудыг авч үздэг.
Эластомерууд нь шилэн шилжилтийн температуртай бөгөөд үүнийг "шил эсвэл полимер зэрэг аморф материал нь хэврэг шиллэг төлөвөөс уян хатан төлөвт шилжих температур" гэж тодорхойлогддог.
Эластомерууд нь шахалтын багцтай байдаг - "өгөгдсөн шахмал болон температурт эластомер нь тодорхой хугацааны дараа сэргэж чадахгүй байгаа омгийн хувиар тодорхойлогддог" [2].Зохиогчийн хэлснээр шахалт гэдэг нь резинийг анхны хэлбэрт оруулах чадварыг хэлдэг.Ихэнх тохиолдолд шахалтын ашиг нь ашиглалтын явцад тохиолддог зарим тэлэлтээр нөхөгддөг.Гэсэн хэдий ч доорх жишээнээс харахад энэ нь үргэлж тийм байдаггүй.
Алдаа 1: хөөргөхөөс өмнө орчны бага температур (36°F) нь Space Shuttle Challenger хөлөгт Витон О-цагираг хангалтгүй байсан.Төрөл бүрийн ослын судалгаанд дурьдсанчлан: "50°F-аас доош температурт Viton V747-75 O-цагираг нь туршилтын цоорхойг нээхэд хангалттай уян хатан биш юм" [3].Шилэн шилжилтийн температур нь Challenger O-цагирагыг зохих ёсоор битүүмжлэхгүй байхад хүргэдэг.
Асуудал 2: Зураг 1 ба 2-т үзүүлсэн лац нь ус, уурын нөлөөнд голчлон өртдөг.Битүүмжлэлийг этилен пропилен диен мономер (EPDM) ашиглан газар дээр нь угсарсан.Гэсэн хэдий ч тэд Viton гэх мэт фторэластомер (FKM) болон Kalrez O-цагираг зэрэг перфторэластомер (FFKM) зэргийг туршиж байна.Хэмжээ нь өөр өөр боловч Зураг 2-т үзүүлсэн бүх O-цагираг нь ижил хэмжээтэй байна.
Юу болов?Уурын хэрэглээ нь эластомеруудын хувьд асуудал үүсгэдэг.250°F-ээс дээш температурт уурын хэрэглээний хувьд савлагааны дизайны тооцоонд FKM болон FFKM тэлэлт ба агшилтын хэв гажилтыг харгалзан үзэх шаардлагатай.Өөр өөр эластомерууд нь химийн өндөр эсэргүүцэлтэй ч гэсэн тодорхой давуу болон сул талуудтай байдаг.Аливаа өөрчлөлт нь болгоомжтой засвар үйлчилгээ шаарддаг.
Эластомеруудын талаархи ерөнхий тэмдэглэл.Ерөнхийдөө 250°F-ээс дээш ба 35°F-ээс доош температурт эластомерыг ашиглах нь мэргэшсэн бөгөөд дизайнерын оролцоо шаардлагатай байж болно.
Ашигласан эластомер найрлагыг тодорхойлох нь чухал юм.Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR) нь дээр дурдсан EPDM, FKM, FFKM гэх мэт мэдэгдэхүйц өөр төрлийн эластомеруудыг ялгаж чаддаг.Гэсэн хэдий ч нэг FKM нэгдлийг нөгөөгөөс нь ялгах туршилт хийх нь хэцүү байж болно.Өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн хийсэн O-цагираг нь өөр өөр дүүргэгч, вулканизаци, эмчилгээтэй байж болно.Энэ бүхэн нь шахалтын багц, химийн эсэргүүцэл, бага температурын шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг.
Полимерууд нь тодорхой шингэнийг нэвтлэх боломжийг олгодог урт, давтагдах молекулын гинжтэй байдаг.Талст бүтэцтэй металлуудаас ялгаатай нь урт молекулууд нь чанасан спагетти шиг бие биетэйгээ нийлдэг.Бие махбодийн хувьд ус/уур, хий зэрэг маш жижиг молекулууд нэвтэрч чаддаг.Зарим молекулууд нь бие даасан гинж хоорондын завсарт багтах хангалттай жижиг байдаг.
Алдаа 3: Ихэвчлэн бүтэлгүйтлийн шинжилгээний судалгааг баримтжуулах нь эд ангиудын зургийг авахаас эхэлдэг.Гэвч баасан гарагт хүлээн авсан хавтгай, уян хатан, бензин үнэртэй хуванцар хэсэг даваа гариг гэхэд хатуу дугуй хоолой болон хувирчээ (зураг авах цаг).Энэхүү бүрэлдэхүүн хэсэг нь шатахуун түгээх станцын газрын түвшнээс доогуур цахилгаан эд ангиудыг хамгаалахад ашигладаг полиэтилен (PE) хоолойн хүрэм юм.Таны хүлээн авсан хавтгай уян хуванцар хэсэг нь кабелийг хамгаалаагүй.Бензин нэвчсэн нь химийн бус физик өөрчлөлтийг үүсгэсэн - полиэтилен хоолой нь задардаггүй.Гэсэн хэдий ч бага зөөлрүүлсэн хоолойг нэвтлэх шаардлагатай.
Алдаа 4. Олон аж үйлдвэрийн байгууламжууд ус цэвэршүүлэх, хүчиллэгийг боловсруулах, металлын бохирдуулагч бодис агуулагдахгүй (жишээлбэл, хүнсний үйлдвэрт) Teflon бүрсэн ган хоолойг ашигладаг.Teflon бүрсэн хоолойнууд нь ган болон доторлогооны хоорондох цагирагийн орон зайд ус нэвчих боломжийг олгодог агааржуулалттай байдаг.Гэсэн хэдий ч доторлогоотой хоолой нь удаан хугацаагаар ашигласны дараа хадгалах хугацаатай байдаг.
4-р зурагт арав гаруй жилийн турш HCl-ийг нийлүүлэхэд ашигласан Teflon доторлогоотой хоолойг харуулав.Доторлогоо ба ган хоолойн хоорондох цагирагийн орон зайд их хэмжээний ган зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн хуримтлагддаг.Бүтээгдэхүүн нь доторлогоог дотогшоо түлхэж, 5-р зурагт үзүүлсэн шиг гэмтэл учруулсан. Хоолойноос гоожиж эхлэх хүртэл гангийн зэврэлт үргэлжилнэ.
Үүнээс гадна, Teflon фланцын гадаргуу дээр мөлхөгч үүсдэг.Мөлхөгчийг тогтмол ачааллын дор хэв гажилт (деформац) гэж тодорхойлдог.Металлын нэгэн адил температур нэмэгдэх тусам полимерүүдийн мөлхөгч байдал нэмэгддэг.Гэсэн хэдий ч гангаас ялгаатай нь тасалгааны температурт мөлхөгч үүсдэг.Хамгийн их магадлалтай нь фланцын гадаргуугийн хөндлөн огтлолын хэмжээ багасах тусам ган хоолойн боолтыг зурган дээр харуулсан цагираг хагарал гарч ирэх хүртэл чангална.Дугуй хэлбэрийн хагарал нь ган хоолойг HCl-д илүү ихээр илчилдэг.
Алдаа 5: Өндөр нягтралтай полиэтилен (HDPE) доторлогоог ихэвчлэн газрын тос, байгалийн хийн салбарт зэвэрсэн ган ус шахах шугамыг засварлахад ашигладаг.Гэсэн хэдий ч доторлогооны даралтыг бууруулах тусгай зохицуулалтын шаардлага байдаг.Зураг 6 ба 7 нь бүтэлгүйтсэн доторлогоог харуулж байна.Нэг хавхлагын доторлогооны эвдрэл нь цагирагны даралт нь дотоод ажлын даралтаас давсан үед үүсдэг - доторлогоо нь нэвтрэлтийн улмаас бүтэлгүйтдэг.HDPE доторлогооны хувьд энэ эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэх хамгийн сайн арга бол хоолойн хурдан даралтыг бууруулахаас зайлсхийх явдал юм.
Шилэн шилэн эд ангиудын бат бөх чанар нь олон удаа хэрэглэхэд буурдаг.Хэд хэдэн давхарга нь цаг хугацааны явцад эвдэрч, хагарч болно.API 15 HR "Өндөр даралтат шилэн шугаман хоолой" нь даралтын 20% өөрчлөлт нь туршилт, засварын хязгаар болно гэсэн мэдэгдлийг агуулдаг.Канадын CSA Z662 стандартын Газрын тос, хий дамжуулах хоолойн системийн 13.1.2.8-д даралтын хэлбэлзэл нь хоолойн үйлдвэрлэгчийн даралтын үзүүлэлтийн 20%-иас доош байх ёстой гэж заасан.Үгүй бол дизайны даралтыг 50% хүртэл бууруулж болно.Бүрээстэй FRP болон FRP-ийг төлөвлөхдөө мөчлөгийн ачааллыг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Алдаа 6: Давстай ус нийлүүлэхэд ашигладаг шилэн (FRP) хоолойн ёроол (6 цаг) тал нь өндөр нягтралтай полиэтиленээр хучигдсан байдаг.Амжилтгүй болсон хэсэг, бүтэлгүйтсэний дараа сайн хэсэг, гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсэг (үйлдвэрлэлийн дараах бүрэлдэхүүн хэсгийг төлөөлдөг) туршилтыг хийсэн.Ялангуяа бүтэлгүйтсэн хэсгийн хөндлөн огтлолыг ижил хэмжээтэй угсармал хоолойн хөндлөн огтлолтой харьцуулсан (8 ба 9-р зургийг үз).Амжилтгүй хөндлөн огтлол нь үйлдвэрлэсэн хоолойд байхгүй өргөн хүрээтэй дотоод аминдэм хагаралтай гэдгийг анхаарна уу.Шинэ болон бүтэлгүйтсэн хоолойн аль алинд нь давхардал үүссэн.Шилэн агууламж өндөртэй шилэн шилэнд деламинац түгээмэл тохиолддог;Шилэн өндөр агууламж нь илүү их хүч чадлыг өгдөг.Дамжуулах хоолой нь даралтын хүчтэй хэлбэлзэлтэй (20% -иас дээш) байсан бөгөөд мөчлөгийн ачааллын улмаас бүтэлгүйтсэн.
Зураг 9. Өндөр нягтралтай полиэтилен доторлогоотой шилэн хоолойд бэлэн шилэн даавууны өөр хоёр хөндлөн огтлолыг энд үзүүлэв.
Газар дээр нь суурилуулах явцад хоолойн жижиг хэсгүүдийг холбодог - эдгээр холболтууд нь маш чухал юм.Ихэвчлэн хоёр ширхэг хоолойг хооронд нь холбож, хоолойнуудын хоорондох зайг "шаваас" -аар дүүргэдэг.Дараа нь үеийг өргөн өргөнтэй шилэн арматурын хэд хэдэн давхаргаар ороож, давирхайгаар шингээдэг.Холболтын гаднах гадаргуу нь хангалттай ган бүрхүүлтэй байх ёстой.
Доторлогоо, шилэн материал зэрэг металл бус материалууд нь наалдамхай уян хатан чанартай байдаг.Хэдийгээр энэ шинж чанарыг тайлбарлахад хэцүү байдаг ч түүний илрэл нь нийтлэг байдаг: эвдрэл нь ихэвчлэн суурилуулах явцад тохиолддог боловч нэн даруй алдагддаггүй."Наалдамхай уян хатан чанар нь хэв гажилтын үед наалдамхай болон уян хатан шинж чанарыг харуулдаг материалын шинж чанар юм.Зуурамтгай материал (зөгийн бал гэх мэт) шилжилтийн урсгалыг эсэргүүцэж, ачаалал өгөх үед цаг хугацааны явцад шугаман деформацид ордог.Уян материал (ган гэх мэт) нэн даруй деформацид орох боловч стресс арилгасны дараа анхны байдалдаа хурдан эргэж орно.Наалдамхай уян хатан материал нь хоёр шинж чанартай байдаг тул цаг хугацааны хувьд өөрчлөгддөг хэв гажилтыг харуулдаг.Уян хатан чанар нь эмх цэгцтэй хатуу биетүүдийн талст хавтгай дагуух холбоо суналтаас үүсдэг бол зуурамтгай чанар нь аморф материал доторх атомууд эсвэл молекулуудын тархалтаас үүсдэг ” [4].
Шилэн болон хуванцар эд ангиудыг суурилуулах, боловсруулах явцад онцгой анхаарал шаарддаг.Үгүй бол тэдгээр нь хагарч, эвдрэл нь гидростатик туршилтын дараа удаан хугацааны дараа харагдахгүй байж болно.
Шилэн доторлогооны ихэнх эвдрэл нь угсралтын явцад гэмтсэний улмаас үүсдэг [5].Гидростатик туршилт хийх шаардлагатай боловч ашиглалтын явцад гарч болох бага зэргийн эвдрэлийг илрүүлдэггүй.
Зураг 10. Шилэн хоолойн сегментүүдийн хоорондох дотоод (зүүн) ба гадна (баруун) интерфейсийг энд үзүүлэв.
Согог 7. 10-р зурагт шилэн хоолойн хоёр хэсгийн холболтыг үзүүлэв.11-р зурагт холболтын хөндлөн огтлолыг харуулав.Хоолойн гаднах гадаргууг хангалттай бэхжүүлж, битүүмжлээгүй, тээвэрлэх явцад хоолой нь хагарсан.Холболтыг бэхжүүлэх зөвлөмжийг DIN 16966, CSA Z662 болон ASME NM.2-д өгсөн болно.
Өндөр нягтралтай полиэтилен хоолой нь хөнгөн жинтэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй бөгөөд ихэвчлэн хий, усны хоолой, түүний дотор үйлдвэрийн талбайн галын хоолойд ашиглагддаг.Эдгээр шугамын ихэнх эвдрэл нь малталтын ажлын явцад гарсан гэмтэлтэй холбоотой байдаг [6].Гэсэн хэдий ч хагарлын удаан өсөлт (SCG) нь харьцангуй бага хүчдэл, хамгийн бага ачаалалтай үед ч тохиолдож болно.Мэдээллийн дагуу "SCG нь 50 жилийн дизайнтай газар доорхи полиэтилен (PE) дамжуулах хоолойн нийтлэг эвдрэлийн горим юм" [7].
Алдаа 8: 20 гаруй жил ашигласны дараа галын хоолойд SCG үүссэн.Түүний хугарал нь дараахь шинж чанартай байдаг.
SCG-ийн эвдрэл нь хугарлын хэв маягаар тодорхойлогддог: энэ нь хамгийн бага хэв гажилттай бөгөөд олон төвлөрсөн цагиргуудын улмаас үүсдэг.SCG талбай нь ойролцоогоор 2 х 1.5 инч болтлоо томрох үед хагарал хурдан тархаж, макроскопийн шинж тэмдгүүд багасдаг (Зураг 12-14).Долоо хоног бүр шугамын ачаалал 10%-иас дээш өөрчлөлттэй байж болно.Хуучин HDPE холбоосууд нь хуучин HDPE холболттой харьцуулахад ачааллын хэлбэлзлээс болж эвдрэлд илүү тэсвэртэй байдаг гэж мэдээлсэн байна [8].Гэсэн хэдий ч одоо байгаа байгууламжууд HDPE галын хоолойн насжилттай тул SCG-ийг хөгжүүлэх талаар бодох хэрэгтэй.
Зураг 12. Энэ зураг нь Т-салбар нь гол хоолойтой огтлолцож, улаан сумаар заасан ан цавыг үүсгэдэг.
Цагаан будаа.14. Эндээс T хэлбэрийн салааны хугарлын гадаргууг гол Т хэлбэрийн хоолой руу ойртуулж байгааг харж болно.Дотор гадаргуу дээр тодорхой хагарал бий.
Завсрын задгай сав (IBCs) нь бага хэмжээний химийн бодис хадгалах, тээвэрлэхэд тохиромжтой (Зураг 15).Тэд маш найдвартай тул тэдний бүтэлгүйтэл нь ихээхэн аюул учруулж болзошгүйг мартах нь амархан байдаг.Гэсэн хэдий ч MDS-ийн бүтэлгүйтэл нь санхүүгийн томоохон алдагдалд хүргэж болзошгүй бөгөөд заримыг нь зохиогчид шалгаж үздэг.Ихэнх бүтэлгүйтэл нь буруу харьцсанаас болдог [9-11].Хэдийгээр IBC нь шалгахад хялбар мэт боловч буруу харьцсанаас үүссэн HDPE-ийн хагарлыг илрүүлэхэд хэцүү байдаг.Аюултай бүтээгдэхүүн агуулсан задгай савтай байнга харьцдаг компаниудын хөрөнгийн менежерүүдийн хувьд гадаад, дотоод хяналт шалгалтыг тогтмол, нарийн хийх шаардлагатай байдаг.АНУ-д.
Полимерт хэт ягаан туяаны гэмтэл, хөгшрөлт их байдаг.Энэ нь бид O-цагираг хадгалах зааврыг анхааралтай дагаж, дээд задгай сав, цөөрмийн доторлогоо гэх мэт гаднах эд ангиудын ашиглалтын хугацааг харгалзан үзэх ёстой гэсэн үг юм.Бид засвар үйлчилгээний төсвийг оновчтой болгох (багасгах) шаардлагатай байгаа ч гаднах эд ангиудыг, ялангуяа нарны гэрэлд өртөх хэсгүүдийг шалгах шаардлагатай (Зураг 16).
Шилэн шилжилтийн температур, шахалтын багц, нэвтрэлт, тасалгааны температурын мөлхөгч, зуурамтгай чанар, хагарлын удаан тархалт гэх мэт шинж чанарууд нь хуванцар болон эластомер хэсгүүдийн гүйцэтгэлийн шинж чанарыг тодорхойлдог.Чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үр дүнтэй, үр дүнтэй засвар үйлчилгээг хангахын тулд эдгээр шинж чанаруудыг анхаарч үзэх хэрэгтэй бөгөөд полимерүүд эдгээр шинж чанаруудыг мэддэг байх ёстой.
Зохиогчид өөрсдийн судалгааны үр дүнг салбарынхантай хуваалцсан ухаалаг үйлчлүүлэгчид болон хамтран ажиллагсаддаа талархал илэрхийлье.
1. Lewis Sr., Richard J., Hawley's Concise Dictionary of Chemistry, 12 дахь хэвлэл, Thomas Press International, Лондон, Их Британи, 1992 он.
2. Интернэт эх сурвалж: https://promo.parker.com/promotionsite/oring-ehandbook/us/en/ehome/laboratory-compression-set.
3. Lach, Cynthia L., Viton V747-75-ийн битүүмжлэх чадварт температур ба O-цагирагны гадаргуугийн боловсруулалтын нөлөө.НАСА-гийн Техникийн баримт бичиг 3391, 1993, https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940013602.pdf.
5. Канадын газрын тос, байгалийн хийн үйлдвэрлэгчдэд зориулсан шилдэг туршлага (CAPP), “Арматурын нийлмэл (металл бус) дамжуулах хоолой ашиглах,” 2017 оны 4-р сар.
6. Maupin J. and Mamun M. Failure, Risk and Hazard Analysis of Plastic Pipe, DOT Project No 194, 2009.
7. Шианпэн Луо, Жианфэн Ши, Жинян Жэн, Полиэтилен дэх хагарлын удаан өсөлтийн механизм: Төгсгөлийн элементийн аргууд, 2015 ASME даралтат сав ба хоолойн бага хурал, Бостон, MA, 2015.
8. Олифант, К., Конрад, М., Брайс, В., Хуванцар ус дамжуулах хоолойн ядаргаа: PE4710 хоолойн ядаргааны дизайны техникийн тойм, зөвлөмж, Хуванцар хоолойн холбооны нэрийн өмнөөс техникийн тайлан, 2012 оны 5-р сар.
9. CBA/SIA Guidelines for the Storage of Liquids in Intermediate Bok Containers, ICB Issue 2, 2018 оны 10-р сарын Онлайн: 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, онлайн: https://www.icheme.org/media/9737/xx-paper-42.pdf.
11. Madden, D., Caring for IBC Totes: Five Tips to make them last, Bulk Containers, IBC Totes, Sustainability, blog.containerexchanger.com дээр нийтлэгдсэн, 2018 оны 9-р сарын 15.
Ана Бенз нь IRISNDT (5311 86th Street, Эдмонтон, Альберта, Канад T6E 5T8; Утас: 780-577-4481; Имэйл: [имэйлээр хамгаалагдсан]) ерөнхий инженер.Зэврэлт, гэмтэл, хяналтын мэргэжилтнээр 24 жил ажилласан.Түүний туршлага нь хяналтын дэвшилтэт арга техникийг ашиглан хяналт шалгалт хийх, үйлдвэрийн хяналтын хөтөлбөрүүдийг зохион байгуулах явдал юм.Мерседес Бенз нь дэлхийн хэмжээнд химийн боловсруулах үйлдвэр, нефть химийн үйлдвэр, бордоо, никелийн үйлдвэрүүд, түүнчлэн газрын тос, байгалийн хийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүдэд үйлчилдэг.Тэрээр Венесуэлийн Саймон Боливарын Universidad-д материалын инженерийн зэрэг, Бритиш Колумбын их сургуульд материалын инженерийн магистрын зэрэг хамгаалсан.Тэрээр Канадын Ерөнхий Стандартын Зөвлөл (CGSB) үл эвдэх сорилтын хэд хэдэн гэрчилгээтэй, мөн API 510 гэрчилгээ, CWB группын 3-р түвшний гэрчилгээтэй.Бенз нь NACE Эдмонтон дахь Гүйцэтгэх Салбарын гишүүнээр 15 жил ажилласан бөгөөд өмнө нь Эдмонтон дахь Канадын Гагнуурын Нийгэмлэгт янз бүрийн албан тушаалд ажиллаж байсан.
NINGBO BODI SEALS CO.,LTD БҮХ ТӨРЛИЙН ҮЙЛДВЭРЛЭЖ БАЙНАFFKM ORING,FKM ОРИНГИЙН иж бүрдэл,
БИДНИЙГ ЭНД ХОЛБОГДООД УРЬЖ БАЙНА, БАЯРЛАЛАА!
Шуудангийн цаг: 2023-11-18