Bu təsvir edilmiş bələdçi metal möhürlər və komponentlərlə baş verənlərdən fərqli olan polimer və elastomer materiallarda baş verə biləcək bəzi ümumi problemləri göstərir.
Polimer (plastik və elastomer) komponentlərin sıradan çıxması və onun nəticələri metal avadanlığın sıradan çıxması qədər ciddi ola bilər.Təqdim olunan məlumat sənaye obyektlərində istifadə olunan avadanlıqların polimer komponentlərinə təsir edən bəzi xüsusiyyətləri təsvir edir.Bu məlumat bəzi miraslara aiddirO-üzüklər, astarlı boru, liflə gücləndirilmiş plastik (FRP) və astarlı boru.Penetrasiya, şüşə temperaturu və özlülük kimi xassələrin nümunələri və onların təsirləri müzakirə olunur.
1986-cı il yanvarın 28-də Challenger kosmik gəmisi qəzası dünyanı şoka saldı.Partlayış O-halqanın düzgün bağlanmaması səbəbindən baş verib.
Bu məqalədə təsvir edilən nasazlıqlar sənaye tətbiqlərində istifadə olunan avadanlıqlara təsir edən qeyri-metal nasazlıqların bəzi xüsusiyyətlərini təqdim edir.Hər bir hal üçün mühüm polimer xassələri müzakirə olunur.
Elastomerlərin şüşə keçid temperaturu var və bu temperatur “şüşə və ya polimer kimi amorf materialın kövrək şüşəsi vəziyyətdən çevik vəziyyətə keçdiyi temperatur” kimi müəyyən edilir [1].
Elastomerlərin sıxılma dəsti var – “müəyyən bir ekstruziya və temperaturda müəyyən bir müddətdən sonra elastomerin bərpa edə bilməyəcəyi gərginlik faizi kimi müəyyən edilir” [2].Müəllifin fikrincə, sıxılma kauçukun ilkin formasına qayıtmaq qabiliyyətinə aiddir.Bir çox hallarda sıxılma qazancı istifadə zamanı baş verən bəzi genişlənmə ilə əvəzlənir.Lakin, aşağıdakı nümunədən göründüyü kimi, bu həmişə belə olmur.
Səhv 1: Başlamadan əvvəl aşağı ətraf temperaturu (36°F) Space Shuttle Challenger-də Viton O-halqalarının qeyri-kafi olması ilə nəticələndi.Müxtəlif qəza araşdırmalarında qeyd edildiyi kimi: “50°F-dən aşağı temperaturda Viton V747-75 O-halqası sınaq boşluğunun açılmasını izləmək üçün kifayət qədər çevik deyil” [3].Şüşə keçid temperaturu Challenger O-halqasının düzgün bağlanmamasına səbəb olur.
Problem 2: Şəkil 1 və 2-də göstərilən möhürlər ilk növbədə su və buxarın təsirinə məruz qalır.Möhürlər etilen propilen dien monomerindən (EPDM) istifadə etməklə yerində yığılmışdır.Bununla belə, onlar Viton kimi floroelastomerləri (FKM) və Kalrez O-halqaları kimi perfluoroelastomerləri (FFKM) sınayırlar.Ölçülər fərqli olsa da, Şəkil 2-də göstərilən bütün O-ringlər eyni ölçüdə başlayır:
Nə baş verdi?Buxardan istifadə elastomerlər üçün problem yarada bilər.250°F-dən yuxarı buxar tətbiqləri üçün qablaşdırma dizayn hesablamalarında FKM və FFKM genişlənmə və büzülmə deformasiyaları nəzərə alınmalıdır.Müxtəlif elastomerlərin müəyyən üstünlükləri və mənfi cəhətləri var, hətta yüksək kimyəvi müqavimətə malik olanlar da.Hər hansı bir dəyişiklik diqqətli qulluq tələb edir.
Elastomerlər haqqında ümumi qeydlər.Ümumiyyətlə, 250°F-dən yuxarı və 35°F-dən aşağı temperaturda elastomerlərin istifadəsi ixtisaslaşdırılmışdır və konstruktor girişini tələb edə bilər.
İstifadə olunan elastomer tərkibini müəyyən etmək vacibdir.Fourier transform infraqırmızı spektroskopiyası (FTIR) yuxarıda qeyd olunan EPDM, FKM və FFKM kimi əhəmiyyətli dərəcədə fərqli elastomer növlərini ayırd edə bilir.Bununla belə, bir FKM birləşməsini digərindən ayırmaq üçün sınaqdan keçmək çətin ola bilər.Fərqli istehsalçılar tərəfindən hazırlanmış O-ringlər müxtəlif dolduruculara, vulkanizasiyalara və müalicələrə malik ola bilər.Bütün bunlar sıxılma dəstinə, kimyəvi müqavimətə və aşağı temperatur xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Polimerlər müəyyən mayelərin onlara nüfuz etməsinə imkan verən uzun, təkrarlanan molekulyar zəncirlərə malikdirlər.Kristal quruluşa malik metallardan fərqli olaraq, uzun molekullar bişmiş spagetti ipi kimi bir-biri ilə birləşir.Fiziki olaraq, su/buxar və qazlar kimi çox kiçik molekullar nüfuz edə bilər.Bəzi molekullar fərdi zəncirlər arasındakı boşluqlara sığacaq qədər kiçikdir.
Uğursuzluq 3: Bir qayda olaraq, uğursuzluq təhlili araşdırmasının sənədləşdirilməsi hissələrin şəkillərinin əldə edilməsi ilə başlayır.Bununla belə, cümə günü alınan yastı, elastik, benzin qoxulu plastik parçası bazar ertəsi günü (şəkil çəkildiyi vaxt) sərt yuvarlaq boruya çevrilmişdi.Bildirilir ki, komponent yanacaqdoldurma məntəqəsində yer səviyyəsindən aşağıda elektrik komponentlərini qorumaq üçün istifadə edilən polietilen (PE) boru gödəkçəsidir.Aldığınız düz elastik plastik parça kabeli qorumadı.Benzinin nüfuz etməsi kimyəvi deyil, fiziki dəyişikliklərə səbəb oldu - polietilen boru parçalanmadı.Bununla belə, daha az yumşaldılmış borulara nüfuz etmək lazımdır.
Xəta 4. Bir çox sənaye obyektlərində suyun təmizlənməsi, turşu müalicəsi üçün və metal çirkləndiricilərin mövcudluğunun istisna edildiyi (məsələn, qida sənayesində) teflon örtüklü polad borulardan istifadə olunur.Teflon örtüklü borularda suyun polad və astar arasındakı dairəvi boşluğa sızmasına imkan verən havalandırma delikləri var.Bununla belə, astarlı borular uzun müddət istifadə edildikdən sonra raf ömrünə malikdir.
Şəkil 4, on ildən artıqdır ki, HCl təmin etmək üçün istifadə edilən teflon astarlı boruyu göstərir.Astar və polad boru arasındakı həlqəvi boşluqda çox miqdarda polad korroziya məhsulları toplanır.Məhsul, Şəkil 5-də göstərildiyi kimi, zədələnməyə səbəb olan astarı içəri itələdi. Poladın korroziyası boru sızmağa başlayana qədər davam edir.
Bundan əlavə, Teflon flanş səthində sürünmə baş verir.Sürünmə sabit yük altında deformasiya (deformasiya) kimi müəyyən edilir.Metallarda olduğu kimi, polimerlərin sürünməsi temperaturun artması ilə artır.Bununla belə, poladdan fərqli olaraq, sürünmə otaq temperaturunda baş verir.Çox güman ki, flanş səthinin kəsişməsi azaldıqca, fotoşəkildə göstərilən halqa çatlaması görünənə qədər polad borunun boltları həddindən artıq sıxılır.Dairəvi çatlar polad boruyu daha da HCl-ə məruz qoyur.
Uğursuzluq 5: Yüksək sıxlıqlı polietilen (HDPE) laynerləri adətən neft və qaz sənayesində korroziyaya uğramış polad su vurma xətlərini təmir etmək üçün istifadə olunur.Bununla belə, laynerin təzyiqini azaltmaq üçün xüsusi tənzimləyici tələblər var.Şəkil 6 və 7 uğursuz bir layneri göstərir.Tək klapan laynerinin zədələnməsi halqa təzyiqi daxili iş təzyiqini aşdıqda baş verir - layner nüfuz etmə səbəbindən uğursuz olur.HDPE laynerləri üçün bu nasazlığın qarşısını almağın ən yaxşı yolu borunun tez təzyiqsizləşməsinin qarşısını almaqdır.
Fiberglas hissələrinin gücü təkrar istifadə ilə azalır.Bir neçə təbəqə zamanla delaminasiyaya və çatlaya bilər.API 15 HR “Yüksək Təzyiqli Fiberglas Xətti Boru”, təzyiqdə 20% dəyişikliyin sınaq və təmir həddi olduğu barədə bəyanatı ehtiva edir.Canadian Standard CSA Z662, Petroleum and Gas Pipeline Systems-in 13.1.2.8-ci bölməsi müəyyən edir ki, təzyiq dalğalanmaları boru istehsalçısının təzyiq göstəricisinin 20%-dən aşağı saxlanılmalıdır.Əks halda, dizayn təzyiqi 50%-ə qədər azala bilər.Üzlük ilə FRP və FRP layihələndirilərkən, dövri yüklər nəzərə alınmalıdır.
Xəta 6: Duzlu su təchizatı üçün istifadə olunan fiberglas (FRP) borunun alt (saat 6) tərəfi yüksək sıxlıqlı polietilenlə örtülmüşdür.Uğursuz hissə, uğursuzluqdan sonra yaxşı hissə və üçüncü komponent (istehsaldan sonrakı komponenti təmsil edən) sınaqdan keçirildi.Xüsusilə, uğursuz bölmənin kəsik hissəsi eyni ölçülü prefabrik borunun kəsişməsi ilə müqayisə edilmişdir (bax Şəkil 8 və 9).Qeyd edək ki, uğursuz kəsikdə hazırlanmış boruda olmayan geniş intralaminar çatlar var.Delaminasiya həm yeni, həm də sıradan çıxmış borularda baş verdi.Delaminasiya yüksək şüşə tərkibli fiberglasda yaygındır;Yüksək şüşə tərkibi daha çox güc verir.Boru kəməri təzyiqin kəskin dəyişmələrinə (20%-dən çox) məruz qalmış və dövri yüklənmə səbəbindən sıradan çıxmışdır.
Şəkil 9. Burada yüksək sıxlıqlı polietilen astarlı fiberglas boruda bitmiş fiberglasın daha iki en kəsiyi var.
Sahədə quraşdırma zamanı boruların daha kiçik hissələri birləşdirilir - bu əlaqələr çox vacibdir.Tipik olaraq, iki boru parçası bir-birinə yapışdırılır və borular arasındakı boşluq "macun" ilə doldurulur.Sonra birləşmələr geniş enli fiberglas möhkəmləndiricinin bir neçə təbəqəsinə bükülür və qatran ilə emprenye edilir.Birləşmənin xarici səthi kifayət qədər polad örtüyə malik olmalıdır.
Astarlar və fiberglas kimi qeyri-metal materiallar özlü elastikdir.Bu xarakterikliyi izah etmək çətin olsa da, onun təzahürləri ümumidir: zədələnmə adətən quraşdırma zamanı baş verir, lakin sızma dərhal baş vermir.“Viskoelastiklik deformasiyaya uğradıqda həm özlü, həm də elastik xüsusiyyətlər nümayiş etdirən materialın xüsusiyyətidir.Özlü materiallar (məsələn, bal) kəsmə axınına müqavimət göstərir və gərginlik tətbiq edildikdə zamanla xətti deformasiya edir.Elastik materiallar (məsələn, polad) dərhal deformasiyaya uğrayacaq, həm də stress aradan qaldırıldıqdan sonra tez orijinal vəziyyətinə qayıdacaq.Viskoelastik materiallar hər iki xüsusiyyətə malikdir və buna görə də zamanla dəyişən deformasiya nümayiş etdirirlər.Elastiklik adətən nizamlı bərk cisimlərdə kristal müstəviləri boyunca bağların uzanması nəticəsində, özlülük isə amorf material daxilində atomların və ya molekulların diffuziyasından irəli gəlir” [4].
Fiberglas və plastik komponentlər quraşdırma və işləmə zamanı xüsusi diqqət tələb edir.Əks halda, onlar çatlaya bilər və zədələr hidrostatik sınaqdan uzun müddət sonra görünməyə bilər.
Fiberglas astarların əksər uğursuzluqları quraşdırma zamanı zədələnmələr səbəbindən baş verir [5].Hidrostatik sınaq zəruridir, lakin istifadə zamanı baş verə biləcək kiçik zədələri aşkar etmir.
Şəkil 10. Burada fiberglas boru seqmentləri arasında daxili (sol) və xarici (sağ) interfeyslər göstərilmişdir.
Qüsur 7. Şəkil 10-da fiberglas boruların iki hissəsinin birləşdirilməsi göstərilir.Şəkil 11 əlaqənin kəsişməsini göstərir.Borunun xarici səthi kifayət qədər möhkəmləndirilməyib və möhürlənməyib, daşınma zamanı boru qırılıb.Derzlərin möhkəmləndirilməsi üçün tövsiyələr DIN 16966, CSA Z662 və ASME NM.2-də verilmişdir.
Yüksək sıxlıqlı polietilen borular yüngül, korroziyaya davamlıdır və adətən zavod sahələrində yanğın şlanqları da daxil olmaqla qaz və su boruları üçün istifadə olunur.Bu xətlərdəki nasazlıqların əksəriyyəti qazıntı işləri zamanı alınan zədələrlə bağlıdır [6].Bununla belə, çatlaqların yavaş böyüməsi (SCG) çatışmazlığı nisbətən aşağı gərginliklərdə və minimal gərginliklərdə də baş verə bilər.Hesabatlara görə, “SCG 50 il layihə müddəti olan yeraltı polietilen (PE) boru kəmərlərində ümumi nasazlıq rejimidir” [7].
Səhv 8: 20 ildən artıq istifadədən sonra yanğın şlanqında SCG əmələ gəlib.Onun sınığı aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:
SCG çatışmazlığı qırılma nümunəsi ilə xarakterizə olunur: minimal deformasiyaya malikdir və çoxlu konsentrik halqalar səbəbindən baş verir.SCG sahəsi təxminən 2 x 1,5 düymədək artdıqdan sonra çat sürətlə yayılır və makroskopik xüsusiyyətlər daha az aydın olur (Şəkil 12-14).Xəttdə hər həftə 10%-dən çox yük dəyişiklikləri ola bilər.Köhnə HDPE birləşmələrinin köhnə HDPE birləşmələrinə nisbətən yük dalğalanmalarına görə nasazlığa daha davamlı olduğu bildirilmişdir [8].Bununla belə, mövcud qurğular HDPE yanğın şlanqlarının yaşına görə SCG-nin inkişaf etdirilməsini nəzərə almalıdır.
Şəkil 12. Bu fotoşəkildə T filialının əsas boru ilə kəsişdiyi yerdə qırmızı oxla göstərilən çatlaq yaranır.
düyü.14. Burada siz T-şəkilli budağın sınıq səthini əsas T-şəkilli boruya yaxından görə bilərsiniz.Daxili səthdə aşkar çatlar var.
Aralıq Toplu Konteynerlər (IBC) kiçik miqdarda kimyəvi maddələrin saxlanması və daşınması üçün uyğundur (Şəkil 15).Onlar o qədər etibarlıdırlar ki, uğursuzluqlarının əhəmiyyətli bir təhlükə yarada biləcəyini unutmaq asandır.Bununla belə, MDS uğursuzluqları əhəmiyyətli maliyyə itkiləri ilə nəticələnə bilər, bəziləri müəlliflər tərəfindən araşdırılır.Əksər uğursuzluqlar düzgün işləməmə nəticəsində baş verir [9-11].IBC-nin yoxlanılması sadə görünsə də, HDPE-də düzgün olmayan işləmə nəticəsində yaranan çatları aşkar etmək çətindir.Təhlükəli məhsullar olan toplu konteynerləri tez-tez idarə edən şirkətlərin aktiv menecerləri üçün müntəzəm və hərtərəfli xarici və daxili yoxlamalar məcburidir.ABŞ-da.
Polimerlərdə ultrabənövşəyi (UV) zədələnməsi və qocalması üstünlük təşkil edir.Bu o deməkdir ki, biz O-ring saxlama təlimatlarına diqqətlə əməl etməliyik və üstü açıq çənlər və gölməçə üzlükləri kimi xarici komponentlərin istismar müddətinə təsirini nəzərə almalıyıq.Baxım büdcəsini optimallaşdırmağa (azaltmağa) ehtiyacımız olsa da, xarici komponentlərin, xüsusən də günəş işığına məruz qalan hissələrin bir qədər yoxlanması lazımdır (Şəkil 16).
Şüşə keçid temperaturu, sıxılma dəsti, nüfuzetmə, otaq temperaturunda sürüşmə, özlü elastiklik, çatlaqların yavaş yayılması və s. kimi xüsusiyyətlər plastik və elastomer hissələrin istismar xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir.Kritik komponentlərin effektiv və səmərəli saxlanmasını təmin etmək üçün bu xüsusiyyətlər nəzərə alınmalı və polimerlər bu xüsusiyyətlərdən xəbərdar olmalıdırlar.
Müəlliflər öz kəşflərini sənaye ilə bölüşdükləri üçün dərindən düşünən müştərilərə və həmkarlarına təşəkkür etmək istəyirlər.
1. Lewis Sr., Richard J., Hawley's Concise Dictionary of Chemistry, 12-ci nəşr, Thomas Press International, London, Böyük Britaniya, 1992.
2. İnternet mənbəyi: https://promo.parker.com/promotionsite/oring-ehandbook/us/en/ehome/laboratory-compression-set.
3. Lach, Cynthia L., Temperatur və O-Ring Səthi Müalicəsinin Viton V747-75-in Sızdırmazlıq qabiliyyətinə təsiri.NASA Texniki Sənədi 3391, 1993, https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940013602.pdf.
5. Kanada Neft və Qaz İstehsalçıları üçün Ən Yaxşı Təcrübələr (CAPP), “Dəmirləşdirilmiş Kompozit (Qeyri-Metallik) Boru Kəmərindən İstifadə”, Aprel 2017.
6. Maupin J. və Mamun M. Plastik Boruların Uğursuzluğu, Risk və Təhlükə Təhlili, DOT Layihəsi No. 194, 2009.
7. Xiangpeng Luo, Jianfeng Shi və Jingyan Zheng, Polietilendə Yavaş Çatlaq Böyümə Mexanizmləri: Sonlu Element Metodları, 2015 ASME təzyiq gəmiləri və boru kəmərləri konfransı, Boston, MA, 2015.
8. Oliphant, K., Conrad, M. və Bryce, W., Fatigue of Plastic Su Boru: PE4710 Borularının Yorğunluğunun Dizaynına dair Texniki Baxış və Tövsiyələr, Plastik Boru Assosiasiyası adından Texniki Hesabat, May 2012.
9. AMB/SIA Təlimatları üçün Mayelərin Aralıq Toplu Konteynerlərdə Saxlanması, ICB Buraxılış 2, Oktyabr 2018 Onlayn: 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., IBC Çantalarına Qulluq: Onları Son Etmək üçün Beş İpucu, Toplu Konteynerlər, IBC Çantaları, Davamlılıq, blog.containerexchanger.com saytında yerləşdirilib, 15 sentyabr 2018-ci il.
Ana Benz IRISNDT-də baş mühəndisdir (5311 86th Street, Edmonton, Alberta, Kanada T6E 5T8; Telefon: 780-577-4481; E-poçt: [email protected]).24 il korroziya, nasazlıq və təftiş üzrə mütəxəssis kimi çalışıb.Onun təcrübəsinə qabaqcıl yoxlama üsullarından istifadə edərək yoxlamaların aparılması və bitki yoxlama proqramlarının təşkili daxildir.Mercedes-Benz bütün dünyada kimya emalı sənayesi, neft-kimya zavodları, gübrə və nikel zavodlarına, eləcə də neft və qaz hasilatı zavodlarına xidmət göstərir.O, Venesueladakı Universidad Simon Bolivar-da material mühəndisliyi və British Columbia Universitetində material mühəndisliyi üzrə magistr dərəcəsi alıb.O, bir neçə Kanada Ümumi Standartlar Şurasının (CGSB) dağıdıcı olmayan sınaq sertifikatlarına, həmçinin API 510 sertifikatına və CWB Group Level 3 sertifikatına malikdir.Benz 15 il ərzində NACE Edmonton İcra Şöbəsinin üzvü idi və əvvəllər Edmonton Bölməsində Kanada Qaynaq Cəmiyyətində müxtəlif vəzifələrdə çalışmışdır.
NINGBO BODI SEALS CO.,LTD BÜTÜN NÖVLƏRİ İSTEHSAL EDİRFFKM ORING,FKM ORING DƏSTLƏRİ,
BURADA BİZİMLE ƏLAQƏ ETMƏYƏ XOŞ GƏLDİNİZ, TƏŞƏKKÜRLƏR!
Göndərmə vaxtı: 18 noyabr 2023-cü il