کارخانه کیت سنگ معدن ویتون چین

این راهنمای مصور برخی از مشکلات رایجی را که ممکن است در مورد مواد پلیمری و الاستومری رخ دهد را نشان می دهد که با مواردی که در مهر و موم و اجزای فلزی رخ می دهد متفاوت است.
خرابی اجزای پلیمری (پلاستیک و الاستومری) و پیامدهای آن می تواند به اندازه خرابی تجهیزات فلزی جدی باشد.اطلاعات ارائه شده برخی از خواصی را توصیف می کند که بر اجزای پلیمری تجهیزات مورد استفاده در تاسیسات صنعتی تأثیر می گذارد.این اطلاعات برای برخی از میراث اعمال می شودحلقه های O، لوله اندود شده، پلاستیک تقویت شده با الیاف (FRP) و لوله اندود شده.نمونه هایی از خواص مانند نفوذ، دمای شیشه، و ویسکوالاستیسیته و مفاهیم آنها مورد بحث قرار می گیرد.
در 28 ژانویه 1986، فاجعه شاتل فضایی چلنجر جهان را شوکه کرد.انفجار به این دلیل رخ داد که حلقه O-Ring به درستی مهر و موم نشده بود.
عیوب شرح داده شده در این مقاله برخی از ویژگی های عیوب غیرفلزی را که بر تجهیزات مورد استفاده در کاربردهای صنعتی تأثیر می گذارد، معرفی می کند.برای هر مورد، خواص مهم پلیمر مورد بحث قرار می گیرد.
الاستومرها یک دمای انتقال شیشه ای دارند که به عنوان "دمایی که در آن یک ماده بی شکل، مانند شیشه یا پلیمر، از حالت شیشه ای شکننده به حالت انعطاف پذیر تغییر می کند" تعریف می شود [1].
الاستومرها دارای مجموعه فشرده سازی هستند - "به عنوان درصد کرنشی که یک الاستومر نمی تواند پس از یک دوره زمانی ثابت در یک اکستروژن و دمای معین بازیابی کند" تعریف می شود [2].به گفته نویسنده، فشرده سازی به توانایی لاستیک برای بازگشت به شکل اولیه خود اشاره دارد.در بسیاری از موارد، افزایش تراکم با مقداری انبساط که در حین استفاده رخ می دهد، جبران می شود.با این حال، همانطور که مثال زیر نشان می دهد، همیشه اینطور نیست.
عیب 1: دمای پایین محیط (36 درجه فارنهایت) قبل از پرتاب منجر به ناکافی حلقه‌های O Viton در شاتل فضایی چلنجر شد.همانطور که در تحقیقات مختلف تصادف بیان شد: "در دماهای کمتر از 50 درجه فارنهایت، O-ring Viton V747-75 به اندازه کافی انعطاف پذیر نیست تا باز شدن شکاف آزمایشی را ردیابی کند" [3].دمای انتقال شیشه ای باعث می شود حلقه O-Ring چلنجر به درستی آب بندی نشود.
مشکل 2: مهر و موم های نشان داده شده در شکل های 1 و 2 در درجه اول در معرض آب و بخار هستند.مهر و موم ها در محل با استفاده از مونومر اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM) مونتاژ شدند.با این حال، آنها در حال آزمایش فلوئوروالاستومرها (FKM) مانند Viton) و پرفلوئوروالاستومر (FFKM) مانند حلقه های O-Kalrez هستند.اگرچه اندازه ها متفاوت است، اما همه حلقه های O نشان داده شده در شکل 2 از یک اندازه شروع می شوند:
چه اتفاقی افتاده است؟استفاده از بخار می تواند برای الاستومرها مشکل ساز باشد.برای کاربردهای بخار بالای 250 درجه فارنهایت، تغییر شکل های انبساط و انقباض FKM و FFKM باید در محاسبات طراحی بسته بندی در نظر گرفته شود.الاستومرهای مختلف مزایا و معایب خاصی دارند، حتی آنهایی که مقاومت شیمیایی بالایی دارند.هر گونه تغییر نیاز به نگهداری دقیق دارد.
نکات کلی در مورد الاستومرهابه طور کلی، استفاده از الاستومرها در دماهای بالاتر از 250 درجه فارنهایت و زیر 35 درجه فارنهایت تخصصی است و ممکن است نیاز به ورودی طراح داشته باشد.
تعیین ترکیب الاستومری مورد استفاده بسیار مهم است.طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) می‌تواند بین انواع مختلف الاستومرها، مانند EPDM، FKM و FFKM که در بالا ذکر شد، تمایز قائل شود.با این حال، آزمایش برای تشخیص یک ترکیب FKM از دیگری می تواند چالش برانگیز باشد.اورینگ های ساخته شده توسط سازندگان مختلف ممکن است پرکننده ها، ولکانیزه ها و درمان های متفاوتی داشته باشند.همه اینها تأثیر قابل توجهی بر مجموعه فشرده سازی، مقاومت شیمیایی و ویژگی های دمای پایین دارد.
پلیمرها دارای زنجیره های مولکولی طولانی و تکرار شونده هستند که به مایعات خاصی اجازه نفوذ در آنها را می دهد.بر خلاف فلزات که ساختار کریستالی دارند، مولکول های بلند مانند رشته ای از اسپاگتی پخته شده با یکدیگر در هم می آمیزند.از نظر فیزیکی، مولکول های بسیار کوچک مانند آب/بخار و گازها می توانند نفوذ کنند.برخی از مولکول‌ها به اندازه‌ای کوچک هستند که در شکاف بین زنجیره‌های منفرد جای بگیرند.
شکست 3: به طور معمول، مستندسازی بررسی تجزیه و تحلیل شکست با به دست آوردن تصاویری از قطعات آغاز می شود.با این حال، قطعه پلاستیکی صاف، انعطاف پذیر و با بوی بنزین دریافت شده در روز جمعه، تا روز دوشنبه (زمان گرفتن عکس) به یک لوله گرد سخت تبدیل شده بود.گزارش شده است که این قطعه یک ژاکت لوله پلی اتیلن (PE) است که برای محافظت از قطعات الکتریکی زیر سطح زمین در پمپ بنزین استفاده می شود.قطعه پلاستیکی انعطاف پذیر تختی که دریافت کردید از کابل محافظت نکرد.نفوذ بنزین باعث تغییرات فیزیکی و نه شیمیایی شد - لوله پلی اتیلن تجزیه نشد.با این حال لازم است به لوله هایی که کمتر نرم شده اند نفوذ کرد.
عیب 4. بسیاری از تأسیسات صنعتی از لوله های فولادی با روکش تفلون برای تصفیه آب، تصفیه اسید و در جاهایی که وجود آلاینده های فلزی منتفی است (مثلاً در صنایع غذایی) استفاده می کنند.لوله های با پوشش تفلون دارای دریچه هایی هستند که به آب اجازه می دهد تا به فضای حلقوی بین فولاد و آستر تخلیه شود.با این حال، لوله های آستردار پس از استفاده طولانی مدت ماندگاری دارند.
شکل 4 یک لوله با پوشش تفلون را نشان می دهد که بیش از ده سال است برای تامین HCl استفاده می شود.مقدار زیادی از محصولات خوردگی فولادی در فضای حلقوی بین لاینر و لوله فولادی تجمع می یابد.محصول آستر را به سمت داخل هل داد و همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است باعث آسیب می شود. خوردگی فولاد تا زمانی که لوله شروع به نشت کند ادامه می یابد.
علاوه بر این، خزش در سطح فلنج تفلون رخ می دهد.خزش به عنوان تغییر شکل (تغییر شکل) تحت بار ثابت تعریف می شود.مانند فلزات، خزش پلیمرها با افزایش دما افزایش می یابد.با این حال، بر خلاف فولاد، خزش در دمای اتاق رخ می دهد.به احتمال زیاد، با کاهش سطح مقطع سطح فلنج، پیچ های لوله فولادی بیش از حد سفت می شوند تا زمانی که ترک حلقه ظاهر شود، که در عکس نشان داده شده است.ترک های دایره ای بیشتر لوله فولادی را در معرض HCl قرار می دهد.
شکست 5: آسترهای پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) معمولا در صنعت نفت و گاز برای تعمیر خطوط تزریق آب فولادی خورده استفاده می شود.با این حال، الزامات نظارتی خاصی برای کاهش فشار لاینر وجود دارد.شکل 6 و 7 یک لاینر شکست خورده را نشان می دهد.آسیب به آستر یک سوپاپ زمانی رخ می دهد که فشار حلقوی از فشار کاری داخلی بیشتر شود - آستر به دلیل نفوذ از کار می افتد.برای آسترهای HDPE، بهترین راه برای جلوگیری از این خرابی، جلوگیری از کاهش فشار سریع لوله است.
استحکام قطعات فایبرگلاس با استفاده مکرر کاهش می یابد.چندین لایه ممکن است به مرور زمان لایه برداری شده و ترک بخورند.API 15 HR "لوله خطی فایبر گلاس فشار بالا" حاوی بیانیه ای است که 20٪ تغییر در فشار حد تست و تعمیر است.بخش 13.1.2.8 استاندارد کانادایی CSA Z662، سیستم‌های خط لوله نفت و گاز، مشخص می‌کند که نوسانات فشار باید کمتر از 20 درصد از رتبه‌بندی فشار سازنده لوله حفظ شود.در غیر این صورت، فشار طراحی ممکن است تا 50٪ کاهش یابد.هنگام طراحی FRP و FRP با روکش، بارهای چرخه ای باید در نظر گرفته شود.
عیب 6: قسمت پایین (ساعت 6) لوله فایبرگلاس (FRP) مورد استفاده برای تامین آب نمک با پلی اتیلن با چگالی بالا پوشیده شده است.قسمت شکست خورده، قسمت خوب پس از شکست و جزء سوم (نماینده جزء پس از ساخت) آزمایش شد.به طور خاص، سطح مقطع مقطع شکست خورده با سطح مقطع لوله پیش ساخته با همان اندازه مقایسه شد (شکل های 8 و 9 را ببینید).توجه داشته باشید که سطح مقطع شکست خورده دارای ترک های داخل لایه ای گسترده است که در لوله ساخته شده وجود ندارد.لایه لایه شدن در هر دو لوله جدید و شکست خورده رخ داده است.لایه لایه شدن در فایبرگلاس با محتوای شیشه بالا رایج است.محتوای شیشه بالا استحکام بیشتری می دهد.خط لوله در معرض نوسانات شدید فشار (بیش از 20٪) بود و به دلیل بارگذاری چرخه ای از کار افتاد.
شکل 9. در اینجا دو مقطع دیگر از فایبرگلاس تمام شده در یک لوله فایبر گلاس با پوشش پلی اتیلن با چگالی بالا آورده شده است.
در طول نصب در محل، بخش‌های کوچک‌تری از لوله به هم متصل می‌شوند - این اتصالات حیاتی هستند.به طور معمول، دو قطعه لوله به هم متصل می شوند و شکاف بین لوله ها با "بتونه" پر می شود.سپس اتصالات در چندین لایه تقویت کننده فایبرگلاس با عرض گسترده پیچیده شده و با رزین آغشته می شوند.سطح خارجی اتصال باید دارای پوشش فولادی کافی باشد.
مواد غیر فلزی مانند آستر و فایبرگلاس ویسکوالاستیک هستند.اگرچه توضیح این ویژگی دشوار است، اما تظاهرات آن رایج است: آسیب معمولاً در هنگام نصب رخ می دهد، اما نشت بلافاصله رخ نمی دهد.ویسکوالاستیسیته خاصیت ماده ای است که در صورت تغییر شکل، هم خاصیت چسبناک و هم خاصیت ارتجاعی از خود نشان می دهد.مواد چسبناک (مانند عسل) در برابر جریان برشی مقاومت می کنند و در طول زمان هنگام اعمال تنش به صورت خطی تغییر شکل می دهند.مواد الاستیک (مانند فولاد) بلافاصله تغییر شکل می‌دهند، اما پس از حذف تنش به سرعت به حالت اولیه خود باز می‌گردند.مواد ویسکوالاستیک دارای هر دو ویژگی هستند و بنابراین تغییر شکل متغیر با زمان را نشان می دهند.خاصیت ارتجاعی معمولاً از کشش پیوندها در امتداد صفحات کریستالی در جامدات مرتب حاصل می شود، در حالی که ویسکوزیته از انتشار اتم ها یا مولکول ها در یک ماده بی شکل حاصل می شود.
قطعات فایبرگلاس و پلاستیک در هنگام نصب و جابجایی نیاز به مراقبت ویژه دارند.در غیر این صورت، ممکن است ترک بخورند و آسیب تا مدت ها پس از آزمایش هیدرواستاتیک آشکار نشود.
اکثر خرابی های پوشش های فایبرگلاس به دلیل آسیب در هنگام نصب رخ می دهد [5].تست هیدرواستاتیک ضروری است اما آسیب جزئی را که ممکن است در حین استفاده رخ دهد را تشخیص نمی دهد.
شکل 10. در اینجا رابط های داخلی (چپ) و بیرونی (راست) بین بخش های لوله فایبرگلاس نشان داده شده است.
عیب 7. شکل 10 اتصال دو بخش لوله فایبرگلاس را نشان می دهد.شکل 11 سطح مقطع اتصال را نشان می دهد.سطح بیرونی لوله به اندازه کافی تقویت و آب بندی نشده بود و لوله در حین حمل شکسته شد.توصیه هایی برای تقویت اتصالات در DIN 16966، CSA Z662 و ASME NM.2 ارائه شده است.
لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا سبک وزن و مقاوم در برابر خوردگی هستند و معمولا برای لوله های گاز و آب از جمله شلنگ های آتش نشانی در سایت های کارخانه استفاده می شوند.اکثر خرابی ها در این خطوط با آسیب های دریافتی در حین کار حفاری همراه است [6].با این حال، شکست رشد آهسته ترک (SCG) همچنین می‌تواند در تنش‌های نسبتاً کم و حداقل کرنش‌ها رخ دهد.بر اساس گزارش ها، "SCG یک حالت شکست معمول در خطوط لوله پلی اتیلن زیرزمینی (PE) با عمر طراحی 50 سال است" [7].
عیب 8: SCG پس از بیش از 20 سال استفاده در شیلنگ آتش نشانی تشکیل شده است.شکستگی آن دارای ویژگی های زیر است:
شکست SCG با یک الگوی شکست مشخص می شود: حداقل تغییر شکل دارد و به دلیل حلقه های متحدالمرکز متعدد رخ می دهد.هنگامی که ناحیه SCG تقریباً به 2×1.5 اینچ افزایش می یابد، ترک به سرعت منتشر می شود و ویژگی های ماکروسکوپی کمتر آشکار می شوند (شکل های 12-14).این خط ممکن است هر هفته بیش از 10 درصد تغییرات بار را تجربه کند.گزارش شده است که اتصالات HDPE قدیمی نسبت به اتصالات HDPE قدیمی در برابر شکست ناشی از نوسانات بار مقاوم تر هستند [8].با این حال، تأسیسات موجود باید توسعه SCG را با سن شیلنگ های آتش نشانی HDPE در نظر بگیرند.
شکل 12. این عکس محل تلاقی شاخه T با لوله اصلی را نشان می دهد و شکافی را ایجاد می کند که با فلش قرمز نشان داده شده است.
برنج.14. در اینجا می توانید سطح شکستگی شاخه T شکل به لوله T شکل اصلی را از نزدیک مشاهده کنید.در سطح داخلی ترک های آشکاری وجود دارد.
ظروف فله متوسط ​​(IBCs) برای ذخیره و حمل و نقل مقادیر کم مواد شیمیایی مناسب هستند (شکل 15).آنها آنقدر قابل اعتماد هستند که به راحتی می توان فراموش کرد که شکست آنها می تواند خطر قابل توجهی ایجاد کند.با این حال، خرابی MDS می تواند منجر به خسارات مالی قابل توجهی شود که برخی از آنها توسط نویسندگان بررسی شده است.بیشتر خرابی ها ناشی از مدیریت نادرست است [9-11].اگرچه بازرسی IBC ساده به نظر می رسد، اما شکاف در HDPE ناشی از جابجایی نامناسب به سختی قابل تشخیص است.برای مدیران دارایی در شرکت هایی که مرتباً ظروف فله حاوی محصولات خطرناک را حمل می کنند، بازرسی های منظم و کامل خارجی و داخلی الزامی است.در ایالات متحده.
آسیب اشعه ماوراء بنفش (UV) و پیری در پلیمرها شایع است.این بدان معنی است که ما باید دستورالعمل های ذخیره سازی O-ring را به دقت دنبال کنیم و تأثیر آن را بر عمر اجزای خارجی مانند مخازن باز و پوشش حوض ها در نظر بگیریم.در حالی که ما نیاز به بهینه سازی (به حداقل رساندن) بودجه تعمیر و نگهداری داریم، برخی بازرسی از اجزای خارجی، به ویژه آنهایی که در معرض نور خورشید هستند، ضروری است (شکل 16).
ویژگی هایی مانند دمای انتقال شیشه ای، مجموعه فشرده سازی، نفوذ، خزش دمای اتاق، ویسکوالاستیسیته، انتشار کند ترک و غیره مشخصه های عملکردی قطعات پلاستیکی و الاستومری را تعیین می کند.برای اطمینان از نگهداری موثر و کارآمد اجزای حیاتی، این خصوصیات باید در نظر گرفته شوند و پلیمرها باید از این خواص آگاه باشند.
نویسندگان مایلند از مشتریان و همکاران باهوش برای به اشتراک گذاشتن یافته های خود با صنعت تشکر کنند.
1. Lewis Sr., Richard J., Hawley's Concise Dictionary of Chemistry, ویرایش دوازدهم, Thomas Press International, London, UK, 1992.
2. منبع اینترنتی: https://promo.parker.com/promotionsite/oring-ehandbook/us/en/ehome/laboratory-compression-set.
3. Lach, Cynthia L., Effect of Temperature and O-Ring Surface Treatment on the Sealing Ability of Viton V747-75.مقاله فنی ناسا 3391، 1993، https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940013602.pdf.
5. بهترین روش ها برای تولیدکنندگان نفت و گاز کانادا (CAPP)، "استفاده از خط لوله کامپوزیت تقویت شده (غیر فلزی)، آوریل 2017.
6. Maupin J. and Mamun M. Failure, Risk and Hazard Analysis of Plastic Pipe, DOT Project No. 194, 2009.
7. Xiangpeng Luo، Jianfeng Shi و Jingyan Zheng، مکانیسم‌های رشد آهسته ترک در پلی اتیلن: روش‌های المان محدود، کنفرانس مخازن فشار و لوله‌کشی ASME 2015، بوستون، MA، 2015.
8. Oliphant, K., Conrad, M., and Bryce, W., Fatigue of Plastic Water Pipe: Technical Review and Recommendations for Fatigue Design of PE4710 Pipe, Technical Report from the Plastic Pipe Association, May 2012.
9. دستورالعمل های CBA/SIA برای ذخیره سازی مایعات در ظروف فله متوسط، شماره ICB 2، اکتبر 2018 آنلاین: 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, online: https://www.icheme.org/media/9737/xx-paper-42.pdf.
11. Madden، D.، مراقبت از IBC Totes: پنج نکته برای ماندگاری آنها، ارسال شده در ظروف انبوه، IBC Totes، Sustainability، ارسال شده در blog.containerexchanger.com، 15 سپتامبر 2018.
آنا بنز مهندس ارشد در IRISNDT (5311 86th Street, Edmonton, Alberta, Canada T6E 5T8؛ تلفن: 780-577-4481؛ ایمیل: [email protected]) است.او 24 سال به عنوان متخصص خوردگی، خرابی و بازرسی کار کرد.تجربه او شامل انجام بازرسی با استفاده از تکنیک های پیشرفته بازرسی و سازماندهی برنامه های بازرسی کارخانه است.مرسدس بنز به صنایع فرآوری شیمیایی، کارخانه های پتروشیمی، کارخانه های کود و نیکل در سراسر جهان و همچنین کارخانه های تولید نفت و گاز خدمات می دهد.او مدرک مهندسی مواد را از دانشگاه سیمون بولیوار در ونزوئلا و مدرک کارشناسی ارشد را در رشته مهندسی مواد از دانشگاه بریتیش کلمبیا دریافت کرد.او دارای چندین گواهینامه تست غیرمخرب از هیئت استانداردهای عمومی کانادا (CGSB) و همچنین گواهینامه API 510 و گواهینامه سطح 3 گروه CWB است.بنز به مدت 15 سال عضو شعبه اجرایی NACE ادمونتون بود و قبلاً در سمت های مختلفی در انجمن جوشکاری کانادا شعبه ادمونتون خدمت می کرد.
شرکت مهر و موم NINGBO BODI، با مسئولیت محدود تولید همه نوعFFKM ORINGکیت های ORING FKM،

به تماس با ما در اینجا خوش آمدید، با تشکر!