PTFE 熱交換器からの凝縮液に黒い細かい粒子が含まれることがあるのはなぜですか?

黒い斑点の謎

PTFE 熱交換器から定期的に凝縮液サンプルを収集しているメンテナンス技術者は、透明な液体の中に微細な黒い粒子が浮遊していることに気づきました。粒子は非常に小さく、-最大で 0.1 mm 未満-であり、ゆっくりと沈降します。指の間でこすると黒い汚れが残ります。当面の懸念事項: PTFE は劣化していませんか?熱交換器が故障していませんか？

答えは通常ノーです。 PTFE は劣化しても黒い粒子を生成しません。 260 度を超える温度での PTFE の熱分解では、黒色の固体ではなく、白色または無色のガス状生成物が生成されます。黒い粒子は蒸気システムの他の場所から発生します。しかし、この特定の熱交換器からの凝縮水中に粒子が存在するため、発生源を特定し、粒子が下流の機器に影響を与えたり、熱交換器が閉ループ プロセスで使用されている場合には製品が汚染されたりするのを防ぐための調査が必要です。-

体系的な診断アプローチでは、粒子をその起源まで追跡し、それらが修正措置が必要な問題を示しているかどうかを判断します。

鑑別診断

PTFE 熱交換器を備えたシステムでは、蒸気凝縮液中の黒色粒子の原因として 4 つの可能性があります。それぞれが、診断の指針となる明確な特徴を持つ粒子を生成します。

蒸気配管腐食生成物: 鋼製蒸気配管の内部腐食から生じる酸化鉄 (マグネタイト、Fe₃O₄) が最も一般的な発生源です。マグネタイトは、高密度で急速に沈降する黒色の磁性粉末として形成されます。磁石に引き寄せられます-他の黒い粒子と区別する簡単なフィールドテストです。

ボイラーキャリーオーバー: ボイラー水には溶解および懸濁固体が含まれています。キャリーオーバー現象が発生すると、蒸気に含まれるボイラーの水滴がこれらの固体を蒸気システムに運びます。固形物には、ボイラー処理薬品、硬度沈殿物、腐食生成物が含まれます。それらは細かい、しばしば茶色がかった黒色の粉末として現れます。-

エラストマーの劣化: 蒸気システムのガスケット、O リング、バルブ シートは EPDM、PTFE、またはその他のエラストマーでできています。これらの材料の熱的および化学的劣化により、圧縮性があり、場合によっては粘着性のある黒色のゴム状粒子が生成されます。これらは磁鉄鉱ほど急速には沈降せず、非磁性です。-

メンテナンス中に混入した外部汚染：配管の改造や修理中に混入した汚れ、切削油の残留物、または金属の削りくずが、作業の実行後に凝縮水に現れます。メンテナンス作業に関連した粒子の出現のタイミングが診断に役立ちます。

PTFE が発生源ではないことの確認

PTFE 熱交換器が粒子発生源であることを除外するための最終的なテストは、前後の比較です。--熱交換器の上流と下流にストレーナまたはフィルタを設置します。粒子が下流に存在するが上流には存在しない場合、交換器が粒子を生成しています。粒子が両方の場所に存在する場合、発生源は上流にあります。

特に PTFE の場合、FTIR 分光法による粒子の化学分析により、粒子にフッ素ポリマーが含まれているかどうかを確認できます。 PTFE には、紛れもない特徴的な吸収スペクトルがあります。粒子の FTIR スペクトルが PTFE と一致しない場合、熱交換器は無罪になります。

実際には、PTFE 熱交換器から黒い粒子が発生することはほとんどありません。材料の分解生成物はガス状または白色です。 PTFE 熱交換器に由来する黒い粒子は常に、上流の金属コンポーネントから発生し、熱交換器を通過するだけであることが判明しています。

ソース別の是正措置

粒子の発生源が特定されると、是正措置が講じられます。蒸気配管腐食の場合: 改善されたボイラー水処理により pH が上昇し、溶存酸素が減少します。敏感な機器の上流にスチームストレーナーを設置する。ボイラーキャリーオーバーの場合：ボイラーレベル制御調整。消泡処理。-気水分離器の設置。エラストマーの劣化の場合: 劣化したガスケットとシールを蒸気サービスに対応した高温-定格-の材料に交換します。

PTFE 熱交換器自体には是正措置は必要ありません。{0}診断プロセスで熱交換器が熱交換器の原因ではないことを確認するだけです。

まとめ

PTFE 熱交換器の凝縮水に含まれる黒色の微粒子は、PTFE 自体に由来するものではなく、上流の蒸気システム コンポーネント-の腐食、鋼管、ボイラーのキャリーオーバー、またはエラストマーの劣化{1}}に由来します。 PTFE の熱分解により、黒い固体ではなく白いガス状の生成物が生成されます。磁気検査、顕微鏡検査、ろ過前後の-、-FTIR分光法を使用した系統的な診断により、真の原因を特定し、是正措置を導きます。 PTFE 熱交換器が熱源となることはほとんどありません。

粒子サンプル、蒸気システム構成、ボイラー水処理の詳細、および最近のメンテナンス活動を提出すると、凝縮粒子発生源の特定に関するエンジニアリング サポートが利用可能になります。