Anviwònman radyasyon an
Enstalasyon pou tretman gaz nikleyè, izin pwodiksyon radyo-isotop, ak sèten operasyon esterilizasyon medikal ekspoze ekipman pwosesis nan radyasyon iyonize. Echanjeur chalè nan anviwònman sa yo dwe reziste pa sèlman defi chimik asid nitrique ak lòt likid pwosesis, men tou efè kimilatif radyasyon gama pandan plizyè ane sèvis.
Dòz total absòbe pou yon echanjeur chalè nan yon etablisman nikleyè mwayen-aktivite ka rive nan 10⁵ a 10⁶ Gri (10-100 MRad) sou yon lavi sèvis 10-ane. Nan nivo dòz sa yo, polymères sibi chanjman molekilè enpòtan - sisyon chèn oswa retikulasyon - ki chanje pwopriyete mekanik yo.
ETFE (etilèn-tetrafluoroethylene copolymer) pafwa konsidere kòm pou sèvis radyasyon paske yo kwè estrikti ki pasyèlman fliyò li yo ofri pi bon rezistans radyasyon pase PTFE konplètman fliyò. Kwayans sa a kòrèk. Men, grandè diferans lan-e si li enpòtan pou sèvis echanjeur chalè-mande yon egzamen.
Diferans nan Chimi Radyasyon
Radyasyon iyonize reyaji ak polymère lè yo depoze enèji sou chèn polymère a. Enèji a kraze lyezon chimik yo, kreye radikal gratis. Sò a nan radikal sa yo detèmine si polymère a degrade (sisyon chèn) oswa ranfòse (crosslinking).
Nan PTFE, radyasyon-radikal pwovoke sitou sibi chèn sibi. Kolòn vètebral C-C a kraze. Pwa molekilè a diminye. Chenn ki pi kout yo te redwi fòs mekanik. Efè a se kimilatif ak irevokabl. Nan yon dòz 10⁴ Gy (1 MRad), chanjman yo ka mezire men ti -fòs rupture ka tonbe 5-10%. Nan 10⁵ Gy (10 MRad), pèt fòs la enpòtan-30-50%. Nan 10⁶ Gy (100 MRad), PTFE vin frajil ak mekanikman initil.
Nan ETFE, inite komonomè etilèn yo (-CH₂{-CH₂{-) nan zo rèl polymère a chanje repons radyasyon an. Lyezon C-H yo nan inite etilèn yo pi fasil pou fòmasyon radikal pase lyezon C{-F, men radikal ki lakòz yo gen tandans fè retikasyon olye ke sibi chèn. Crosslinking ogmante pwa molekilè epi li ka amelyore sèten pwopriyete mekanik. ETFE konsève pwopriyete mekanik itil nan pi wo dòz radyasyon pase PTFE.
| Paramèt rezistans radyasyon | PTFE | ETFE |
|---|---|---|
| Efè radyasyon dominan | Scission chèn (degradasyon) | Crosslinking (estabilizasyon) |
| Dòz kote chanjman pwopriyete mezirab kòmanse (Gy) | ~10³ (0.1 MRad) | ~10⁴ (1 MRad) |
| Dòz pou 25% pèt fòs rupture (Gy) | ~5 × 10⁴ (5 MRad) | ~5 × 10⁵ (50 MRad) |
| Dòz nan ki materyèl vin frajil (Gy) | ~10⁶ (100 MRad) | ~2 × 10⁶ (200 MRad) |
| Lavi sèvis nan anviwònman 10⁴ Gy/ane (ane) | 2-5 | 10-20 |
| Post-risk pou jere iradyasyon | Segondè (frajil ka zo kase) | Modere (konsye kèk duktilite) |
Kontèks To Dòz Pratik la
Avantaj nan rezistans radyasyon nan ETFE sou PTFE se reyèl men yo dwe mete nan yon kontèks. Nan majorite aplikasyon pou echanjeur chalè nan etablisman nikleyè yo, pousantaj dòz radyasyon nan kote echanjeur chalè a relativman ba -zon radyasyon wo-yo se yon lòt kote nan pwosesis la.
Yon echanjeur chalè pozisyone nan yon zòn ki gen yon pousantaj dòz 10²-10³ Gy/ane pral akimile sèlman 10³-10⁴ Gy sou yon lavi sèvis 10-ane. Nan dòz sa yo, tou de PTFE ak ETFE kenbe pwopriyete mekanik yo byen. Diferans radyasyon ant de materyèl yo pa enpòtan.
Nan kote ki gen gwo -radyasyon kote dòz akimile pandan lavi ekipman an apwoche oswa depase 10⁵ Gy, chwa ant PTFE ak ETFE vin enpòtan. ETFE pral kenbe entegrite mekanik pi lontan. Sepandan, menm ETFE pral evantyèlman degrade. Ranplasman ekipman yo dwe planifye baze sou akimilasyon dòz la prevwa, kèlkeswa seleksyon materyèl.
Rezistans chimik la kouvri
Rezistans radyasyon pa egziste nan izolasyon. Materyèl echanjeur chalè a dwe reziste tou nan chimi pwosesis la. Nan tretman gaz nikleyè, chimi sa a se tipikman bouyi asid nitrique. PTFE se san kondisyon reziste asid nitrique. ETFE gen bon rezistans men se pa enkondisyonèl -li ka atake pa asid oksidan fò nan tanperati ki wo.
Desizyon seleksyon materyèl la dwe peze rezistans siperyè radyasyon ETFE a kont rezistans chimik siperyè PTFE a. Nan pifò aplikasyon nikleyè, chimi pwosesis la (ki atake kontinyèlman) poze yon pi gwo risk pase jaden an radyasyon (ki degrade akmilatif). PTFE se chwa ki pi komen pou rezon sa a.
Rezime
Echanjeur chalè ETFE ofri pi bon rezistans nan radyasyon gama pase PTFE, kenbe pwopriyete mekanik nan dòz apeprè 5-10 fwa pi wo. Sepandan, nan pifò kote echanjeur chalè etablisman nikleyè yo, pousantaj dòz radyasyon an ba ase pou tou de materyèl yo siviv lavi sèvis ki te planifye ekipman an. Rezistans chimik siperyè PTFE a nan asid nitrique ak lòt pwodui chimik pwosesis nikleyè souvan fè li chwa pi pito malgre avantaj radyasyon ETFE a. Seleksyon final la depann de pousantaj dòz espesifik, chimi pwosesis, ak planifikasyon ranplasman ekipman yo.
Sipò jeni pou seleksyon materyèl anviwònman radyasyon disponib sou soumèt to dòz espere, konpozisyon likid pwosesis, tanperati fonksyone, ak lavi sèvis ekipman ki nesesè yo.
