Apšuvuma ceha inženieris noteica rezerves PTFE iegremdēšanas sildītāju sērskābes anodēšanas vannai 25 grādu temperatūrā. Pārdevēja korozijas diagramma parādīja, ka PTFE ir "izcils" visās sērskābes koncentrācijās un temperatūrās. Inženieris pasūtīja sildītāju, uzstādīja to, un tas labi darbojās trīs gadus. Otrs inženieris, norādot sildītāju citai tvertnei, izmantoja to pašu diagrammu un pasūtīja to pašu sildītāju 50% sērskābes vannai 90 grādu temperatūrā. Sildītājs sabojājās astoņu mēnešu laikā. Diagrammā bija teikts "izcili". Realitāte bija niansētāka.
Korozijas diagrammas ir noderīgi rīki, taču tās bieži ir pārāk vienkāršotas. Viņi novērtē materiālus kā izcilus, labus, taisnīgus vai neiesakamus plašos koncentrācijas un temperatūras diapazonos. PTFE nesadalās sērskābē parastajā izpratnē-tas nešķīst un nerūsē. Bet tas caurstrāvo, un caurlaidības ātrums ir atkarīgs no koncentrācijas un temperatūras. Diagrammā, kurā PTFE tiek novērtēts kā "izcils" visā sērskābes spektrā, netiek ņemts vērā caurlaidības ceļš, kas ierobežo kalpošanas laiku augstās temperatūrās.
Kā pareizi izlasīt korozijas tabulu
Korozijas diagramma ir sākumpunkts, nevis specifikācija. Tas norāda, vai materiāls ir ķīmiski saderīgs ar ķīmiju plašos apstākļos. Tas nenorāda, cik ilgi materiāls kalpos, kāds ir caurlaidības līmenis vai kāds būs atteices mehānisms.
Attiecībā uz PTFE sērskābē diagramma jāinterpretē, ņemot vērā temperatūru. Istabas temperatūrā un mērenās koncentrācijās PTFE būtībā ir inerts. Paaugstinātā temperatūrā caurlaidība kļūst par ierobežojošo faktoru. Diagrammā joprojām var būt uzraksts "izcili", jo polimērs nešķīst, bet kalpošanas laiku var ierobežot mitruma iekļūšana un izolācijas kļūme.
| Sērskābes koncentrācija | Temperatūra | PTFE ķīmiskā izturība | Caurlaidības ātrums | Paredzamais kalpošanas laiks |
|---|---|---|---|---|
| 10–30% | 25-50 grādi | Lieliski | Ļoti zems | 5-10 gadi |
| 10–30% | 60-80 grādi | Lieliski | Zems | 3-6 gadi |
| 30–50% | 25-50 grādi | Lieliski | Zems | 4-8 gadi |
| 30–50% | 60-80 grādi | Lieliski | Mērens | 2-4 gadi |
| 50–70% | 25-50 grādi | Lieliski | Mērens | 3-5 gadi |
| 50–70% | 60-90 grādi | Lieliski | Augsts | 1-3 gadi |
| >70% | 25-50 grādi | Lieliski | Vidēji – augsts | 2-4 gadi |
| >70% | 60-90 grādi | Lieliski | Ļoti augsts | 6-18 mēneši |
PTFE caurlaidība un kalpošanas laiks sērskābē pēc koncentrācijas un temperatūras
Caurlaidības mehānisms sērskābē
Sērskābe caurstrāvo PTFE, jo ūdens un skābes molekulas izkliedējas caur polimēra matricu. Ātrums ir atkarīgs no temperatūras, koncentrācijas un apvalka biezuma. Zemā temperatūrā un koncentrācijā caurlaidības ātrums ir pietiekami lēns, lai sildītājs kalpotu gadiem ilgi. Augstās temperatūrās un koncentrācijās ātrums palielinās, un mitrums MgO izolāciju sasniedz dažu mēnešu laikā.
Caurlaidības ātrums aptuveni dubultojas par katru 10 grādu temperatūras paaugstināšanos. Tas palielinās arī līdz ar skābes koncentrāciju, lai gan attiecība nav lineāra. Pie 50% koncentrācijas caurlaidības ātrums var būt divas līdz trīs reizes lielāks nekā 20% tādā pašā temperatūrā.
Apvalka biezums nodrošina difūzijas ceļa garumu. 2,5 mm apvalkam ir nepieciešams ilgāks laiks, lai caurstrāvotu, nekā 1,5 mm apvalkam. Bet biezāks apvalks arī paaugstina apvalka temperatūru, pievienojot termisko pretestību, kas palielina caurlaidības ātrumu. Optimālais biezums līdzsvaro šos efektus.
Ko diagramma jums nestāsta
Korozijas diagramma nenorāda:
Caurlaidības ātrums jūsu konkrētajā temperatūrā un koncentrācijā
Jūsu lietojumprogrammā paredzētais kalpošanas laiks
Apvalka biezuma ietekme uz caurlaidību
Vatu blīvuma ietekme uz apvalka temperatūru un caurlaidību
Plūsmas apstākļu ietekme uz siltuma pārnesi un apvalka temperatūru
Šie faktori nosaka, vai PTFE sildītājs kalpo divus vai desmit gadus. Diagramma ir skrīninga rīks. Specifikācijai nepieciešama sīkāka analīze.
Praktiski atlases soļi sērskābes pakalpojumam
Nosakiet vannas faktisko koncentrāciju un temperatūras diapazonu. Izmantojiet augstāko koncentrāciju un temperatūru, kas rodas normālas darbības laikā, nevis vidējo.
Novērtējiet caurlaidības ātrumu pēc temperatūras un koncentrācijas. Ja paredzamais kalpošanas laiks ir mazāks par trim gadiem, ņemiet vērā mazāku vatu blīvumu, biezāku apvalku vai citu materiālu.
Aprēķiniet nepieciešamo virsmas laukumu no jaudas un drošā vatu blīvuma. Sērskābē 60–80 grādu temperatūrā vatu blīvums 1,0–1,2 W/cm² uztur apvalka temperatūru diapazonā, kas ierobežo caurlaidību.
Apsveriet apvalka biezumu. 2,0–2,5 mm apvalks nodrošina garāku caurlaidības ceļu, bet palielina termisko pretestību. 1,5–2,0 mm apvalks samazina termisko pretestību, bet saīsina caurlaidības ceļu. Optimālais ir atkarīgs no temperatūras un nepieciešamā kalpošanas laika.
Pēc uzstādīšanas uzraudzīt izolācijas pretestību. Pakāpeniska samazināšanās mēnešu laikā norāda uz caurlaidības progresēšanu. Stabils rādījums norāda, ka sildītājs darbojas drošās robežās.
| Atlases parametrs | Zema-temperatūra (<50°C) | Mērens{0}}Temperatīvs pakalpojums (50–70 grādi) | Augsta{0}}temperatūra (70–90 grādi) |
|---|---|---|---|
| Vatu blīvums | 1,4–1,6 W/cm² | 1,0–1,3 W/cm² | 0,8–1,0 W/cm² |
| Apvalka biezums | 1,5–2,0 mm | 2,0–2,5 mm | 2,5–3,0 mm |
| Virsmas laukums 5 kW | 3100–3600 cm² | 3800–5000 cm² | 5000–6250 cm² |
| Paredzamais kalpošanas laiks | 5-10 gadi | 3-5 gadi | 1,5-3 gadi |
PTFE iegremdējamā sildītāja specifikācijas parametri sērskābes apkalpošanai
Kad diagrammā ir rakstīts "Lieliski", bet sildītājs neizdodas
Sildītāju, kas priekšlaicīgi sabojājas sērskābes ekspluatācijā, neskatoties uz diagrammas vērtējumu, parasti ierobežo caurlaidība, nevis ķīmiska iedarbība. Polimērs ir neskarts. Izolācijas pretestība ir samazinājusies. Bojājums ir elektrisks, nevis ķīmisks.
Risinājums ir samazināt caurlaidības ātrumu, pazeminot apvalka temperatūru, palielinot apvalka biezumu vai abus. Zemāks vatu blīvums samazina apvalka temperatūru. Biezāks apvalks palielina caurlaidības ceļu. Kopā tie pagarina laiku, līdz mitrums sasniedz MgO.
Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar zemu vatu blīvumu, bieziem apvalkiem un lieliem virsmas laukumiem nodrošina augstas -temperatūras sērskābes pakalpojumu, ja standarta sildītāji priekšlaicīgi sabojājas. Specifikācijas procesam ir nepieciešama skābes koncentrācija, darba temperatūra, tvertnes izmēri un nepieciešamā jauda.
