Попкорнинг и отделение внутреннего слоя – проникновение конденсата Явление, называемое попкорнингом, заключается в том, что конденсат (вода) проникает в стенку внутреннего слоя шланга. Это явление всегда возникает, когда шланги работают при низкой температуре с высоким содержанием конденсата в паре (мокрый пар), или когда пар охлаждается без освобождения шланга. Поскольку явление попкорнинга обусловлено главным образом способом эксплуатации шланга, важно опорожнить шланг после использования, чтобы избежать накопления конденсата. Конденсат проникает вглубь эластомерного материала, заполняя его микропоры. Когда подача пара восстанавливается, конденсат, заполнивший поры, нагревается и превращается в пар. Превращение в пар вызывает резкое увеличение объема (из одного объема конденсата образуется значительно больше пара) и «взрывное» выбрасывание конденсата из материала, разрывая внутренний слой и вызывая повреждения, похожие на поверхность попкорна или цветной капусты. Подобный механизм действует и при отделении внутреннего слоя, что может привести к блокировке потока через шланг. Не следует допускать оставление охлажденного конденсата в шланге, необходимо его опорожнять после использования (рекомендация, часто приводимая производителями паровых шлангов).

Коррозия стального армирования – проникновение конденсата и газов Коррозия армирования из стальной проволоки может происходить как через обнажение оплетки через трещины в наружном слое, так и через проникновение конденсата в микропоры внутреннего слоя. Дополнительно, содержащиеся в паре газы, такие как кислород и углекислый газ, растворенные в воде, также проникают в материал шланга и являются сильным фактором коррозии, которая при высоких температурах может развиваться очень быстро. Поэтому проволока армирования должна быть защищена, например, покрытием из латуни. С другой стороны, правильная химическая подготовка котловой воды, из которой производится пар, и её деаэрация (удаление воздуха) имеет большое значение.

Термоэластический эффект – горячая вода и насыщенный пар Термоэластический эффект заключается в пластичности и потере механических свойств материала стенки шланга при нагреве через поток тепла от пара или горячей воды. Резиновые шланги для пара предназначены для работы с насыщенным паром. Насыщенный пар — это специфическая среда, в которой при той же температуре и давлении могут существовать обе фазы: газовая (пар) и жидкая (конденсат). Проходя через шланг или трубу, насыщенный пар передает тепло более холодной внутренней поверхности стенки шланга и конденсируется в виде капель или тонкого слоя конденсата, который разделяет горячий пар от стенки шланга. Дополнительно, обычно в воде, используемой для получения пара, растворен воздух, который при нагреве освобождается и образует очень тонкий слой между паром и конденсатом. Эти два слоя (воздух и конденсат) с низкой теплопроводностью изолируют горячий пар от внутренней поверхности резиновой стенки шланга (рисунок A).
В случае горячей воды отсутствуют эти изолирующие слои, и температура резины на внутренней поверхности стенки шланга, а также в поперечном сечении стенки и на внешней поверхности шланга может быть значительно выше, даже если шланг работает с горячей водой более низкой температуры, чем для насыщенного пара (рисунок B). Это приводит к значительному ослаблению прочности шланга на давление, а также быстрой, значительной и постоянной деформации резины под зажимами фитингов шланга. Резиновые шланги для пара могут использоваться для горячей воды с температурой не более примерно 90 ÷ 100ºC — если производитель не подтверждает иное.

Перегрев, окисление и разрушение внутреннего слоя – сухой пар, перегретый пар

Окисление — это старение материала шланга, вызванное кислородом, содержащимся в паре. При высоких температурах это происходит быстро, что приводит к затвердеванию резины внутреннего слоя и её разрушению. Особенно в условиях сухого пара, перегретого пара отсутствует тонкий слой жидкого конденсата непосредственно у стенки шланга, который понижает её температуру (рисунок C), и резина внутреннего слоя оказывается напрямую под воздействием сухого, газообразного, горячего пара, что приводит к её «пригоранию», затвердеванию и растрескиванию. Некоторые типы шлангов допускаются для временного использования в условиях перегретого пара (до 18 бар, до 232ºC), однако длительное использование в этих условиях значительно сокращает срок службы шланга. Перегретый сухой пар быстро разрушает шланг даже при температурах ниже максимальных рабочих температур шланга. Поэтому:

1. Не следует использовать стандартные резиновые шланги для насыщенного пара в условиях перегретого пара, сухого пара. Такие условия могут быть разрешены только на короткий срок, если в описании шланга предусмотрена такая возможность.
2. Не следует допускать спонтанного перехода в установке насыщенного пара в перегретый пар из-за резкого изменения, например, увеличения сечения (диаметра) установки или открытия клапана, что приведет к снижению давления.

Для перегретого пара можно использовать металлические шланги или тефлоновые шланги — в пределах их рабочих параметров.