Egy vegyipari mérnök áttekintette a technológiai fürdők listáját, és egyenesen feltette a kérdést: ezek közül melyik használható PTFE merülőmelegítővel, és melyik nem? A listán szerepelt a kénsav, sósav, salétromsav, hidrogén-fluorid, nátrium-hidroxid, krómsav, oldószerek és néhány speciális készítmény. A válasz nem volt egyszerű igen vagy nem mindegyikre. A PTFE a legtöbb körülmény között ellenáll a legtöbb ilyen vegyi anyagnak. De vannak olyan speciális környezetek, ahol a PTFE rossz választás, és használata idő előtti meghibásodáshoz vezet.
A PTFE-t gyakran univerzálisan kémiailag ellenállónak nevezik. Ez a leírás az ipari kémia túlnyomó többségére vonatkozik. De ez nem abszolút. Három olyan környezeti kategória létezik, ahol a PTFE merülő fűtőtestek nem használhatók: olvadt alkálifémek, elemi fluor, valamint maró- és oxidálószerek bizonyos magas hőmérsékletű -kombinációi.
Olvadt alkálifémek
Az olvadt nátrium, kálium és lítium heves reakcióba lép a PTFE-vel. A reakció fluormentesíti a polimert, hő szabadul fel, és veszélyes állapotot hoz létre. Ez nem fokozatos leromlás-, hanem egy gyors, exoterm reakció, amely másodpercek alatt tönkreteheti a fűtőberendezést.
Az olvadt alkálifémek nem gyakoriak a bevonatolásban vagy a vegyi feldolgozásban, de bizonyos speciális alkalmazásokban használják őket, beleértve bizonyos nukleáris és kohászati folyamatokat. A PTFE merülő fűtőtestek nem alkalmasak ilyen környezetekre.
Elemi fluor és erős fluorozó szerek
Az elemi fluor megtámadja a PTFE-t magasabb hőmérsékleten. Szobahőmérsékleten a reakció lassú. 100 fok felett a fluor defluorozhatja a polimert, reakcióképes felületet hozva létre, és lebonthatja a burkolatot. A klór-trifluorid és más erős fluorozószerek hasonló hatásúak.
Fluort és fluorozó szereket használnak egyes félvezető- és speciális kémiai eljárásokban. Ilyen környezetben a PTFE nem a megfelelő választás. Ehelyett gyakran nikkel vagy monel merülő fűtőtesteket használnak.
| Környezet | Hőmérséklet | Támadási mechanizmus | PTFE alkalmasság | Alternatív Anyag |
|---|---|---|---|---|
| Olvadt nátrium | >100 fok | Erőszakos fluormentesítés | Nem alkalmas | Rozsdamentes acél, nikkel |
| Olvadt kálium | >100 fok | Erőszakos fluormentesítés | Nem alkalmas | Rozsdamentes acél, nikkel |
| Elemi fluor | >100 fok | Fluormentesítés | Nem alkalmas | Nikkel, Monel |
| Klór-trifluorid | >50 fok | Fluormentesítés | Nem alkalmas | Nikkel, Monel |
| Forró koncentrált marószer | >95 fok | Felületi fluormentesítés | Marginális – Nem megfelelő | Titán, 316L |
| Forró tömény salétromsav | >100 fok | Oxidáció | Marginális | Szilícium-karbid, titán |
Olyan környezetek, ahol a PTFE merülő fűtőtestek nem alkalmasak
Forró koncentrált maróanyag extrém hőmérsékleteken
A PTFE mérsékelt hőmérsékleten ellenáll a maró oldatoknak. 60-70 fokon és 20% alatti koncentrációban a támadás elhanyagolható. 95 fokos és 25%-os koncentrációnál a defluorozási sebesség jelentőssé válik. A polimer felülete lebomlik, és a burkolat hónapokon belül tönkremegy.
Ez nem abszolút tilalom-A PTFE forró marószeres üzemben használható, ha a hőmérsékletet és a koncentrációt határokon belül tartják, vagy ha a wattsűrűséget csökkentik a burkolat hőmérsékletének alacsonyan tartása érdekében. De a maró spektrum szélső végén a PTFE nem a megfelelő választás.
Forró koncentrált oxidáló savak
A PTFE mérsékelt hőmérsékleten ellenáll a salétromsavnak és a krómsavnak. Magas koncentrációban és 90-100 fok feletti hőmérsékleten az oxidációs sebesség felgyorsul. A polimer felülete lebomlik, és a burkolat törékennyé válik.
Ilyen környezetben a szilícium-karbid vagy a kvarc megfelelőbb lehet. A kvarc ellenáll a salétromsavnak és a krómsavnak, de nem a lúgos körülményeknek. A szilícium-karbid mindkettőnek ellenáll, de drágább.
Oldószerek magas hőmérsékleten
A PTFE szobahőmérsékleten ellenáll a legtöbb oldószernek. Magasabb hőmérsékleten a polimerhez nagy affinitással rendelkező oldószerek gyorsabban behatolnak. A 60-70 fokos klórozott és aromás oldószerek hetek vagy hónapok alatt áthatolnak a hüvelyen.
A PTFE nem a megfelelő választás a magas{0}}hőmérsékletű oldószeres szolgáltatásokhoz. A kvarc vagy a rozsdamentes acél alkalmasabb, az oldószertől és a hőmérséklettől függően.
Ha a PTFE marginális, nem tilos
Sok környezet nem közvetlen tilalom, hanem marginális körülmény, ahol a PTFE élettartama lerövidül. Ebbe a kategóriába tartoznak a forró koncentrált maró,{1}}magas hőmérsékletű oxidáló savak és az agresszív oldószerek. Ezekben a környezetekben a PTFE gondos specifikációkkal-alacsonyabb wattsűrűséggel, vastagabb burkolattal és gyakori felügyelettel használható,-de az élettartam rövidebb lesz, mint enyhébb körülmények között.
| Környezet | Állapot | PTFE alkalmasság | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| nátrium-hidroxid, 25% | 95 fok | Nem ajánlott | Titánt vagy 316 litert használjon |
| nátrium-hidroxid, 15% | 80 fok | Marginális | Csökkentse a wattsűrűséget |
| Salétromsav, 50% | 90 fok | Marginális | Csökkentse a wattsűrűséget |
| krómsav, 20% | 80 fok | Marginális | Figyelje a szigetelési ellenállást |
| Klórozott oldószer | 60 fok | Nem ajánlott | Használjon kvarcot |
| Aromás oldószer | 70 fok | Nem ajánlott | Használjon kvarcot vagy rozsdamentes acélt |
A PTFE merülő fűtőberendezések marginális és tiltott környezetei
Ha a szabványos anyagok nem felelnek meg az alkalmazásnak
Egyes kémiai környezetek nem kompatibilisek a PTFE-vel, és nem kompatibilisek a szokásos alternatívákkal is. A savas és lúgos fürdőben felváltva, vagy oxidáló és redukáló anyagokat egyaránt tartalmazó fürdőben nem biztos, hogy egyetlen legjobb anyag van. Ezekben az esetekben egyéni megközelítésre lehet szükség-egy másik polimerre, speciális ötvözetre vagy hibrid szerkezetre.
Az egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció alacsonyabb wattsűrűséggel, vastagabb burkolatokkal és jobb áramlási hozzáféréssel kiterjeszti a PTFE tartományát a marginális környezetekre is. A specifikációs folyamat megköveteli a fürdő kémiáját, koncentrációját, hőmérsékletét és a korábbi fűtőtestek meghibásodási történetét. A több technológiai fürdővel rendelkező létesítmények esetében ez az alkalmazásspecifikus megközelítés meghatározza, hogy mely fürdők használhatnak PTFE-t, és melyekhez van szükség alternatívára.
