Ķīmiskās rūpnīcas inženieris pārskatīja procesu vannu sarakstu un uzdeva vienkāršu jautājumu: kurā no tām var izmantot PTFE iegremdēšanas sildītāju un kurā nevar? Sarakstā bija sērskābe, sālsskābe, slāpekļskābe, fluorūdeņražskābe, nātrija hidroksīds, hromskābe, šķīdinātāji un daži īpaši preparāti. Atbilde nebija vienkārša jā vai nē katram. Vairumā apstākļu PTFE ir izturīgs pret lielāko daļu šo ķīmisko vielu. Bet ir īpašas vides, kurās PTFE ir nepareiza izvēle, un tā izmantošana izraisa priekšlaicīgu atteici.
PTFE bieži tiek raksturots kā universāli ķīmiski izturīgs. Šis apraksts ir precīzs lielākajai daļai rūpniecisko ķīmiju. Bet tas nav absolūts. Ir trīs vides kategorijas, kurās nedrīkst izmantot PTFE iegremdējamos sildītājus: kausēti sārmu metāli, elementārais fluors un noteiktas augstas temperatūras kodīgo un oksidētāju kombinācijas.
Izkausēti sārmu metāli
Izkausēts nātrijs, kālijs un litijs spēcīgi reaģē ar PTFE. Reakcija defluorina polimēru, izdalot siltumu un radot bīstamus apstākļus. Tā nav pakāpeniska degradācija,{2}}tā ir ātra, eksotermiska reakcija, kas dažu sekunžu laikā var iznīcināt sildītāju.
Izkausēti sārmu metāli nav izplatīti apšuvumā vai ķīmiskajā apstrādē, taču tos izmanto dažos īpašos lietojumos, tostarp noteiktos kodolenerģijas un metalurģijas procesos. PTFE iegremdējamie sildītāji nav piemēroti šādām vidēm.
Elementārais fluors un spēcīgi fluorēšanas līdzekļi
Elementārais fluors uzbrūk PTFE paaugstinātā temperatūrā. Istabas temperatūrā reakcija ir lēna. Virs 100 grādiem fluors var defluorēt polimēru, radot reaktīvu virsmu un degradējot apvalku. Hlora trifluorīdam un citiem spēcīgiem fluorētājiem ir līdzīga iedarbība.
Fluoru un fluorēšanas līdzekļus izmanto dažos pusvadītāju un speciālos ķīmiskos procesos. Šādās vidēs PTFE nav pareizā izvēle. Tā vietā bieži tiek izmantoti niķeļa vai monela iegremdēšanas sildītāji.
| Vide | Temperatūra | Uzbrukuma mehānisms | PTFE piemērotība | Alternatīvs materiāls |
|---|---|---|---|---|
| Izkausēts nātrijs | >100 grādi | Vardarbīga defluorēšana | Nav piemērots | Nerūsējošais tērauds, niķelis |
| Izkausēts kālijs | >100 grādi | Vardarbīga defluorēšana | Nav piemērots | Nerūsējošais tērauds, niķelis |
| Elementārais fluors | >100 grādi | Defluorēšana | Nav piemērots | Niķelis, Monels |
| Hlora trifluorīds | >50 grādi | Defluorēšana | Nav piemērots | Niķelis, Monels |
| Karsti koncentrēta kodīga viela | >95 grādi | Virsmas defluorēšana | Margināls — nav piemērots | Titāns, 316L |
| Karsti koncentrēta slāpekļskābe | >100 grādi | Oksidācija | Margināls | Silīcija karbīds, titāns |
Vides, kur PTFE iegremdējamie sildītāji nav piemēroti
Karsts koncentrēts kodīgs pie ekstremālām temperatūrām
PTFE ir izturīgs pret kodīgiem šķīdumiem mērenā temperatūrā. Pie 60–70 grādiem un koncentrācijā zem 20%, uzbrukums ir niecīgs. Pie 95 grādu un 25% koncentrācijas defluorēšanas ātrums kļūst ievērojams. Polimēra virsma noārdās, un apvalks sabojājas dažu mēnešu laikā.
Tas nav absolūts aizliegums-PTFE var izmantot karstās kodīgās iedarbības apstākļos, ja temperatūra un koncentrācija tiek uzturēta robežās vai ja vatu blīvums tiek samazināts, lai uzturētu zemu apvalka temperatūru. Bet kaustiskā spektra galējā galā PTFE nav pareizā izvēle.
Karstās koncentrētās oksidējošās skābes
PTFE mērenā temperatūrā iztur slāpekļskābi un hromskābi. Augstās koncentrācijās un temperatūrā virs 90–100 grādiem oksidācijas ātrums paātrinās. Polimēra virsma noārdās, un apvalks kļūst trausls.
Šādās vidēs silīcija karbīds vai kvarcs var būt piemērotāks. Kvarcs iztur slāpekļskābi un hromskābi, bet ne sārmainus apstākļus. Silīcija karbīds iztur abi, bet ir dārgāks.
Šķīdinātāji augstā temperatūrā
PTFE istabas temperatūrā iztur lielāko daļu šķīdinātāju. Paaugstinātā temperatūrā šķīdinātāji ar augstu afinitāti pret polimēru izkļūst ātrāk. Hlorētie un aromātiskie šķīdinātāji 60–70 grādu temperatūrā var iekļūt apvalkā nedēļās vai mēnešos.
PTFE nav īstā izvēle augstas{0}}temperatūras šķīdinātāju apkalpošanai. Kvarcs vai nerūsējošais tērauds ir piemērotāks atkarībā no šķīdinātāja un temperatūras.
Ja PTFE ir minimāls, tas nav aizliegts
Daudzas vides nav tieši aizliegumi, bet gan margināli apstākļi, kuros PTFE kalpošanas laiks ir saīsināts. Šajā kategorijā ietilpst karsti koncentrētas kodīgas, augstas temperatūras{1}}oksidējošas skābes un agresīvi šķīdinātāji. Šajās vidēs PTFE var izmantot ar rūpīgu specifikāciju-mazāku vatu blīvumu, biezāku apvalku un biežu uzraudzību,-taču kalpošanas laiks būs īsāks nekā maigākos apstākļos.
| Vide | Stāvoklis | PTFE piemērotība | Piezīmes |
|---|---|---|---|
| Nātrija hidroksīds, 25% | 95 grādi | Nav ieteicams | Izmantojiet titānu vai 316L |
| Nātrija hidroksīds, 15% | 80 grādi | Margināls | Samaziniet vatu blīvumu |
| slāpekļskābe, 50% | 90 grādi | Margināls | Samaziniet vatu blīvumu |
| hromskābe, 20% | 80 grādi | Margināls | Uzraudzīt izolācijas pretestību |
| Hlorēts šķīdinātājs | 60 grādi | Nav ieteicams | Izmantojiet kvarcu |
| Aromātisks šķīdinātājs | 70 grādi | Nav ieteicams | Izmantojiet kvarcu vai nerūsējošo tēraudu |
Neliela un aizliegta vide PTFE iegremdējamiem sildītājiem
Ja standarta materiāli neatbilst pieteikumam
Dažas ķīmiskās vides nav saderīgas ar PTFE un arī nav saderīgas ar parastajām alternatīvām. Vannai, kurā pārmaiņus ir skāba un sārma vai kas satur gan oksidējošas, gan reducējošas vielas, var nebūt viena labākā materiāla. Šādos gadījumos var būt nepieciešama pielāgota pieeja-cits polimērs, specializēts sakausējums vai hibrīda konstrukcija.
Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar zemāku vatu blīvumu, biezākiem apvalkiem un uzlabotu piekļuvi plūsmai paplašina PTFE diapazonu arī mazākās vidēs. Specifikācijas procesam ir nepieciešama vannas ķīmija, koncentrācija, temperatūra un iepriekšējo sildītāju atteices vēsture. Iekārtām ar vairākām procesa vannām šī lietojumprogrammas -specifiskā pieeja nosaka, kurās vannās var izmantot PTFE un kurām nepieciešama alternatīva.
