Chemijos gamyklos inžinierius peržiūrėjo technologinių vonių sąrašą ir uždavė aiškų klausimą: kurioje iš jų gali būti naudojamas panardinamasis PTFE šildytuvas, o kuris ne? Į sąrašą įtraukta sieros rūgštis, druskos rūgštis, azoto rūgštis, vandenilio fluorido rūgštis, natrio hidroksidas, chromo rūgštis, tirpikliai ir keletas specialių preparatų. Atsakymas nebuvo paprastas „taip“ ar „ne“ kiekvienam. PTFE daugeliu sąlygų yra atsparus daugumai šių cheminių medžiagų. Tačiau yra specifinių aplinkų, kuriose PTFE yra neteisingas pasirinkimas, o jo naudojimas sukelia ankstyvą gedimą.
PTFE dažnai apibūdinamas kaip universalus chemiškai atsparus. Šis aprašymas yra tikslus daugumai pramoninės chemijos produktų. Bet tai nėra absoliuti. Yra trys aplinkos, kuriose PTFE panardinamieji šildytuvai neturėtų būti naudojami, kategorijos: išlydyti šarminiai metalai, elementinis fluoras ir tam tikri aukštos temperatūros kaustinių ir oksiduojančių medžiagų deriniai.
Išlydyti šarminiai metalai
Išlydytas natris, kalis ir litis smarkiai reaguoja su PTFE. Reakcija defluorina polimerą, išskirdama šilumą ir sukeldama pavojingą būklę. Tai nėra laipsniškas gedimas,{2}}tai greita egzoterminė reakcija, galinti sunaikinti šildytuvą per kelias sekundes.
Išlydyti šarminiai metalai nėra paplitę dengiant ar chemiškai apdorojant, tačiau jie naudojami kai kuriose specialiose srityse, įskaitant tam tikrus branduolinius ir metalurginius procesus. PTFE panardinami šildytuvai netinka tokioms aplinkoms.
Elementinis fluoras ir stiprios fluorinančios medžiagos
Elementinis fluoras atakuoja PTFE aukštesnėje temperatūroje. Kambario temperatūroje reakcija vyksta lėtai. Virš 100 laipsnių fluoras gali defluorinuoti polimerą, sudarydamas reaktyvų paviršių ir suardydamas apvalkalą. Chloro trifluoridas ir kitos stiprios fluorinančios medžiagos turi panašų poveikį.
Fluoras ir fluorinančios medžiagos naudojamos kai kuriuose puslaidininkių ir specialiuose cheminiuose procesuose. Tokiose aplinkose PTFE nėra tinkamas pasirinkimas. Vietoj jų dažnai naudojami nikelio arba monelio panardinamieji šildytuvai.
| Aplinka | Temperatūra | Atakos mechanizmas | PTFE tinkamumas | Alternatyvi medžiaga |
|---|---|---|---|---|
| Išlydytas natris | >100 laipsnių | Smarkus defluorinavimas | Netinka | Nerūdijantis plienas, nikelis |
| Išlydytas kalis | >100 laipsnių | Smarkus defluorinavimas | Netinka | Nerūdijantis plienas, nikelis |
| Elementinis fluoras | >100 laipsnių | Defluorinimas | Netinka | Nikelis, Monelis |
| Chloro trifluoridas | >50 laipsnių | Defluorinimas | Netinka | Nikelis, Monelis |
| Karštas koncentruotas šarmas | >95 laipsnių | Paviršiaus defluorinimas | Ribinis – netinka | Titanas, 316L |
| Karšta koncentruota azoto rūgštis | >100 laipsnių | Oksidacija | Ribinis | Silicio karbidas, titanas |
Aplinka, kurioje PTFE panardinami šildytuvai netinka
Karšta koncentruota kaustinė medžiaga esant ekstremalioms temperatūroms
PTFE atsparus šarminiams tirpalams esant vidutinei temperatūrai. Kai temperatūra yra 60–70 laipsnių ir koncentracija mažesnė nei 20%, ataka yra nereikšminga. Esant 95 laipsnių ir 25% koncentracijai, defluorinimo greitis tampa reikšmingas. Polimero paviršius suyra, o apvalkalas sugenda per kelis mėnesius.
Tai nėra absoliutus draudimas-PTFE gali būti naudojamas karštam šarminiam naudojimui, jei temperatūra ir koncentracija neviršija ribų arba sumažinamas vatų tankis, kad apvalkalo temperatūra būtų žema. Tačiau kraštutiniame šarminio spektro gale PTFE nėra tinkamas pasirinkimas.
Karštos koncentruotos oksiduojančios rūgštys
PTFE atsparus azoto ir chromo rūgštims esant vidutinei temperatūrai. Esant didelėms koncentracijoms ir aukštesnei nei 90–100 laipsnių temperatūrai, oksidacijos greitis pagreitėja. Polimero paviršius suyra, o apvalkalas tampa trapus.
Tokiose aplinkose labiau tinka silicio karbidas arba kvarcas. Kvarcas atsparus azoto ir chromo rūgštims, bet ne šarminėms sąlygoms. Silicio karbidas atsparus abiem, bet yra brangesnis.
Tirpikliai aukštoje temperatūroje
PTFE kambario temperatūroje atsparus daugumai tirpiklių. Esant aukštesnei temperatūrai, tirpikliai, turintys didelį afinitetą polimerui, prasiskverbia greičiau. Chlorinti ir aromatiniai tirpikliai 60–70 laipsnių temperatūroje gali prasiskverbti į apvalkalą per savaites ar mėnesius.
PTFE nėra tinkamas pasirinkimas aukštos{0}}temperatūrų tirpiklių aptarnavimui. Labiau tinka kvarcas arba nerūdijantis plienas, priklausomai nuo tirpiklio ir temperatūros.
Kai PTFE yra ribinis, nedraudžiamas
Daugelis aplinkų nėra tiesioginiai draudimai, o ribinės sąlygos, kai PTFE tarnavimo laikas sutrumpėja. Šiai kategorijai priskiriamos karštos koncentruotos šarmos, aukštos{1}} temperatūros oksiduojančios rūgštys ir agresyvūs tirpikliai. Tokiose aplinkose PTFE gali būti naudojamas kruopščiai nurodant-mažesnį vatų tankį, storesnį apvalkalą ir dažnai stebint,-tačiau tarnavimo laikas bus trumpesnis nei švelnesnėmis sąlygomis.
| Aplinka | Būklė | PTFE tinkamumas | Pastabos |
|---|---|---|---|
| natrio hidroksidas, 25% | 95 laipsnių | Nerekomenduojama | Naudokite titaną arba 316 l |
| natrio hidroksidas, 15% | 80 laipsnių | Ribinis | Sumažinkite vatų tankį |
| Azoto rūgštis, 50% | 90 laipsnių | Ribinis | Sumažinkite vatų tankį |
| chromo rūgštis, 20 proc. | 80 laipsnių | Ribinis | Stebėkite izoliacijos varžą |
| Chloruotas tirpiklis | 60 laipsnių | Nerekomenduojama | Naudokite kvarcą |
| Aromatinis tirpiklis | 70 laipsnių | Nerekomenduojama | Naudokite kvarcą arba nerūdijantį plieną |
Ribinė ir draudžiama PTFE panardinamųjų šildytuvų aplinka
Kai standartinės medžiagos neatitinka programos
Kai kurios cheminės aplinkos yra nesuderinamos su PTFE ir taip pat nesuderinamos su įprastomis alternatyvomis. Vonioje, kurioje pakaitomis keičiama rūgštis ir šarminė arba kurioje yra ir oksiduojančių, ir redukuojančių medžiagų, gali nebūti vienos geriausios medžiagos. Tokiais atvejais gali prireikti pasirinktinio požiūrio-kito polimero, specializuoto lydinio arba hibridinės konstrukcijos.
Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su mažesniu vatų tankiu, storesniais apvalkalais ir geresne prieiga prie srauto praplečia PTFE diapazoną net ir ribinėse aplinkose. Specifikacijos procesas reikalauja vonios chemijos, koncentracijos, temperatūros ir ankstesnių šildytuvų gedimų istorijos. Įrenginiams su keliomis technologinėmis voniomis šis taikomosios programos -specifinis metodas nustato, kuriose voniose galima naudoti PTFE, o kurioms reikalinga alternatyva.
