Precīzu detaļu ražotājs uzstādīja PTFE iegremdējamo sildītāju tīrīšanas tvertnē, kuras pamatā ir -šķīdinātājs. Šķīdinātājs bija hlorēts ogļūdeņradis, ko izmantoja, lai noņemtu apstrādes eļļas un plūsmas atlikumus. Sildītājs tika novērtēts atbilstoši temperatūrai un vatu blīvumam. Tas neizdevās pēc trim mēnešiem-nevis no ķīmiskā uzbrukuma PTFE, bet gan no šķīdinātāja caurlaidības, kas pasliktināja MgO izolāciju un izraisīja zemes defektu. Polimērs bija neskarts. Sildītājs nebija.
Tīrīšanas šķidrumi, kuru pamatā ir šķīdinātāji{0}}, ir atšķirīgs izaicinājums nekā ūdens ķīmija. Lielākā daļa šķīdinātāju ķīmiski neuzbrūk PTFE, bet tie iesūcas polimērā vieglāk nekā ūdens. To zemā viskozitāte un augstā difūzija ļauj tiem ātrāk iekļūt apvalkā, sasniedzot MgO izolāciju mēnešos, nevis gados. Rezultāts ir strauja izolācijas pretestības samazināšanās un iespējama elektrības kļūme.
Kāpēc šķīdinātāji caurstrāvo PTFE ātrāk nekā ūdens
Caurlaidība ir difūzijas process. Molekulas pārvietojas pa polimēra matricu, saspiežoties starp ķēdēm. Mazākas molekulas izkliedējas ātrāk. Molekulas, kurām ir afinitāte pret polimēru -līdzīgiem šķīdības parametriem-, arī izkliedējas ātrāk.
Ūdens ir maza molekula, taču tā ir polāra un tai ir zema afinitāte pret nepolāro PTFE matricu. Tas caurstrāvo lēni. Lielākā daļa organisko šķīdinātāju ir nepolāri vai viegli polāri, un tiem ir lielāka afinitāte pret PTFE. Tie vieglāk izšķīst polimēra virsmā un ātrāk izkliedējas cauri matricai.
Hlorēti šķīdinātāji, piemēram, metilēnhlorīds, trihloretilēns un perhloretilēns, ir īpaši agresīvi caurlaidības līdzekļi. To mazais molekulārais izmērs un mērena afinitāte pret PTFE ļauj tiem iekļūt apvalkā nedēļās vai mēnešos.
| Šķīdinātāja veids | Molekulārais izmērs | Afinitāte pret PTFE | Caurlaidības ātrums | Laiks līdz izolācijas kļūmei |
|---|---|---|---|---|
| Ūdens | Mazs | Zems | Ļoti zems | 2-5 gadi |
| Alkoholi | Mazs | Mērens | Zems – mērens | 1-3 gadi |
| Ketoni | Mazs | Mērens | Mērens | 8-18 mēneši |
| Hlorēti šķīdinātāji | Mazs | Vidēji – augsts | Augsts | 3-8 mēneši |
| Aromātiskie šķīdinātāji | Mērens | Augsts | Augsts | 2-6 mēneši |
| Alifātiskie ogļūdeņraži | Mērens | Augsts | Vidēji – augsts | 4-12 mēneši |
Šķīdinātāju caurlaidības ātrums caur PTFE un to ietekme uz izolācijas pretestību
Temperatūras ietekme uz šķīdinātāja caurlaidību
Temperatūra paātrina šķīdinātāja caurlaidību tādā pašā veidā, kā tā paātrina ūdens caurlaidību. Katrs 10 grādu pieaugums aptuveni divkāršo difūzijas ātrumu. Šķīdinātājs, kam nepieciešami divpadsmit mēneši, lai iekļūtu apvalkā 40 grādu temperatūrā, var iekļūt tajā sešos mēnešos 50 grādu temperatūrā un trīs mēnešos 60 grādu temperatūrā.
Šķīdinātāju tīrīšanas tvertnes bieži darbojas paaugstinātā temperatūrā, lai uzlabotu tīrīšanas efektivitāti. Tvertne 60–70 grādu temperatūrā ir īpaši prasīga PTFE iegremdējamiem sildītājiem, jo augstas difūzijas un paaugstinātas temperatūras kombinācija paātrina caurlaidību.
| Darba temperatūra | Relatīvais caurlaidības līmenis | Laiks līdz izolācijas kļūmei | Paredzamais kalpošanas laiks |
|---|---|---|---|
| 30 grādi | 1× | 12-18 mēneši | 2-3 gadi |
| 40 grādi | 2× | 6-12 mēneši | 1-2 gadi |
| 50 grādi | 4× | 3-6 mēneši | 6-12 mēneši |
| 60 grādi | 8× | 6-12 nedēļas | 3-6 mēneši |
| 70 grādi | 16× | 3-6 nedēļas | 4-8 nedēļas |
Šķīdinātāja caurlaidība un kalpošanas laiks atkarībā no darba temperatūras
Kāpēc šķīdinātāja caurlaidība ir vairāk kaitīga nekā ūdens caurlaidība?
Ūdens caurlaidība samazina izolācijas pretestību, bet ķīmiski neuzbrūk MgO. Šķīdinātāja caurlaidība ir atšķirīga. Daudzi organiskie šķīdinātāji reaģē ar MgO pildvielu vai izšķīdina to, radot vadošus ceļus un kodīgas vielas.
Hlorētie šķīdinātāji var sadalīties paaugstinātā temperatūrā, saskaroties ar MgO, izdalot sālsskābi. Skābe uzbrūk MgO un pretestības elementam, izraisot ātru degradāciju. Sildītājs sabojājas no iekšpuses, lai gan PTFE apvalks šķiet neskarts.
Šķīdinātājs, kas sasniedz MgO, arī rada ugunsgrēka risku. Organiskie šķīdinātāji ir viegli uzliesmojoši, un sildītājs, kas ir absorbējis šķīdinātāju savā izolācijā, var aizdegties, ja elements pārkarst. Tas ir gan drošības, gan uzticamības jautājums.
Praktiskās vadlīnijas šķīdinātāju apkalpošanai
PTFE iegremdējamie sildītāji nav piemēroti visiem tīrīšanas darbiem, kuru pamatā ir šķīdinātājs{0}}. Šķīdinātājiem ar zemu caurlaidības pakāpi,-piemēram, ūdenim-jaukti spirti un vieglie ketoni mērenā temperatūrā-PTFE var būt pieņemams, rūpīgi uzraugot. Hlorētiem šķīdinātājiem, aromātiskiem šķīdinātājiem un augstas temperatūras -temperatūrai PTFE nav ieteicams.
Šajos lietojumos jāapsver alternatīvi materiāli. Kvarcs ir izturīgs pret lielāko daļu šķīdinātāju, un tam ir zemāka caurlaidība. Nerūsējošais tērauds 316L ir izturīgs pret daudziem šķīdinātājiem, bet var korodēties hlorētā vidē. Titāns ir izturīgs pret lielāko daļu šķīdinātāju, bet ir dārgs.
| Šķīdinātāja veids | PTFE piemērotība | Ieteicamā alternatīva | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| Ūdens tīrīšanas līdzekļi | Lieliski | - | PTFE ir ideāls |
| Alkoholi,<50°C | Labi | - | Uzraudzīt izolācijas pretestību |
| Ketoni,<50°C | Mērens | Kvarcs | Īsāks kalpošanas laiks |
| Hlorēti šķīdinātāji | Nav ieteicams | Kvarcs, nerūsējošais tērauds | Ugunsbīstamība, caurlaidība |
| Aromātiskie šķīdinātāji | Nav ieteicams | Kvarcs, nerūsējošais tērauds | Augsta caurlaidība |
| Alifātiskie ogļūdeņraži | Margināls | Kvarcs, nerūsējošais tērauds | Mērena caurlaidība |
PTFE piemērotība un alternatīvas tīrīšanas šķidrumiem, kuru pamatā ir šķīdinātāji{0}}
Uzraudzība un apkope šķīdinātāju servisā
Ja PTFE izmanto šķīdinātāju ekspluatācijā, izolācijas pretestības uzraudzība ir būtiska. Ikmēneša megohmetra pārbaude atklāj caurlaidības tendenci. Samazinājums par vairāk nekā 20% no sākotnējā līmeņa norāda, ka šķīdinātājs sasniedz MgO.
Lai novērstu šķīdinātāja tvaiku uzkrāšanos, termināla korpusam jābūt noslēgtam un ventilētam. Šķīdinātāju tvaiki ir smagāki par gaisu un var uzkrāties zemu{1}}iekārtās. Pareiza ventilācija vai attīrīšana samazina tvaiku iekļūšanas un aizdegšanās risku.
Regulāra apvalka tīrīšana noņem šķīdinātāja atlikumus un nogulsnes, kas var paātrināt caurlaidību. Pietiek ar mīkstu drānu un saderīgu šķīdinātāju. Abrazīvā tīrīšana bojā PTFE virsmu un rada kodolu veidošanās vietas turpmākai caurlaidībai.
Kad PTFE nav pareizā izvēle
PTFE nav īstā izvēle tīrīšanas šķidrumiem, kuru pamatā ir šķīdinātājs{0}} paaugstinātā temperatūrā, hlorētiem vai aromātiskiem šķīdinātājiem vai lietojumiem, kuros pastāv ugunsgrēka risks. Šādos gadījumos piemērotāks var būt kvarcs vai nerūsējošais tērauds atkarībā no šķīdinātāja un darba temperatūras.
Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar biezākiem apvalkiem un hermētiski noslēgtiem spaiļu korpusiem pagarina kalpošanas laiku, izmantojot vieglu šķīdinātāju, taču tā nevar pārvarēt galvenos PTFE caurlaidības ierobežojumus agresīvos šķīdinātājos. Specifikācijas procesam ir nepieciešams šķīdinātāja sastāvs, darba temperatūra un iepriekšējo sildītāju caurlaidības vēsture.
