بخاریهای غوطهوری کوارتز ذوب شده، سختافزار گرمایشی حیاتی برای گرم کردن معرف نیمهرسانا مرطوب و جریانهای کاری دقیق آمادهسازی مواد شیمیایی، با بیاثری شیمیایی فوقالعاده و عملکرد فوقالعاده کم آبشویی فلزات هستند. اکثر اسناد انتخاب مواد بر مقاومت شیمیایی کوارتز حجیم در برابر محلولهای غلیظ و قلیایی قوی تمرکز دارند. تحت خیساندن طولانیمدت در دمای متوسط، ناخالصیهای کمیاب قلیایی موجود در معرفهای فوقالعاده خالص روی سطوح کوارتز جذب شده و به آرامی در لایههای زیرسطحی سیلیس پخش میشوند. تخریب ساختار شبکه داخلی استحکام مکانیکی محلی را کاهش میدهد و محلهای هستهزایی نهفته ترک را ایجاد میکند.
یونهای ردیابی قلیایی موجود در معرف فرآیند بر روی سطح کوارتز ذوب شده تحت شرایط خیساندن گرم جذب میشوند. در طول زمان عملیات طولانی، گونه های قلیایی جذب شده به تدریج ده ها میکرومتر را در شبکه زیرسطحی سیلیس پخش می کنند. یونهای قلیایی پیوندهای سیلیکون-اکسیژن-سیلیکون را میشکنند و نقصهای ساختاری داخلی در مقیاس نانو ایجاد میکنند. از نظر ماکروسکوپی، لوله کوارتز کاملاً شفاف باقی میماند، بدون یخ زدگی یا آثار حکاکی آشکار، در حالی که استحکام مکانیکی مواد زیر سطحی به طور قابلتوجهی کاهش مییابد. هنگامی که تنش چرخه حرارتی یا بار مکانیکی جزئی بر روی این مناطق تخریب شده اعمال می شود، ریزترک ها از محل تجمع عیب شروع می شوند و به سمت داخل به سمت دیواره لوله منتشر می شوند. شکستگی شکننده ناگهانی ممکن است پس از تخریب نامرئی زیرسطحی طولانی مدت رخ دهد.
این حالت خرابی پنهان به طور گسترده در مخازن گرمایش معرف با خلوص فوق العاده بالا که در محدوده دمای متوسط کار می کنند وجود دارد. اپراتورها سطوح لوله کوارتز کاملاً شفاف را بدون آسیب دیدن مشاهده می کنند. تخریب ساختاری داخلی در زیر سطح انجام می شود. گسیختگی شکننده اغلب در حین افزایش دما یا عملیات حمل معمول اتفاق میافتد، سیالات فرآیند با ارزش بالا را آلوده میکند و باعث وقفههای گران قیمت تولید میشود. تجزیه و تحلیل پس از شکست اغلب شکستگی را فقط به شوک حرارتی یا برخورد مکانیکی نسبت می دهد.
چندین استراتژی مهندسی عملی خطر تخریب زیرسطحی ناشی از انتشار ردیابی قلیایی را کاهش می دهد. سطح ناخالصی کمیاب-قلیایی معرف های فرآیند فوق خالص ورودی را به شدت کنترل کنید. از چرخههای خیساندن گرمای طولانی و بدون وقفه برای بخاریهای کوارتز خودداری کنید. بازرسی نوری دوره ای با بزرگنمایی بالا را با هدف قرار دادن شرایط مواد زیرسطحی خیس شده اجرا کنید. برنامه چرخش عمر مفید معقول را برای مجموعه های گرمایش کوارتز حفظ کنید.
表格
| نوع بخاری | خطر تخریب زیرسطحی-شبکه-شبکه-برگرفته از ردیابی قلیایی-جذب | مکانیسم تخریب هسته | ویژگی تشخیصی در مراحل اولیه | اقدامات مهندسی کاهش کلیدی |
|---|---|---|---|---|
| کوارتز ذوب شده | بالا | ردیابی - قلیایی جذب شده به سطح زیرین سیلیس منتشر می شود. پیوندهای Si-O-Si را می شکند و نقص های ساختاری پنهان ایجاد می کند | ظاهر لوله کاملاً شفاف؛ بدون اثر اچ کردن سطح ماکروسکوپیک | کنترل ناخالصی قلیایی معرف؛ محدود کردن مدت خیساندن مداوم گرما؛ بازرسی نوری دوره ای با بزرگنمایی بالا |
| تیتانیوم | ناچیز | مواد فلزی باعث تخریب شبکه سیلیسی در اثر انتشار ردیابی قلیایی نمی شوند. | حالت خرابی تخریب زیرسطحی مربوطه وجود ندارد | گردش کار بازرسی خوردگی معمولی را دنبال کنید |
| فولاد ضد زنگ 316 لیتر | متوسط | کمیاب قلیایی در دمای بالا ممکن است حساسیت تنش - خوردگی - ترک خوردگی را تحت تنش کششی اضافی افزایش دهد. | خطر شروع ترک محلی در مناطق پر استرس وجود دارد | کنترل دمای عملیاتی؛ نواحی غلاف با استرس بالا را بازرسی کنید |
| PFA-Jacketed | ناچیز | رفتار انتشار ردیابی قلیایی با مکانیسم شکست شبکه سیلیسی متفاوت است | بدون تخریب ساختاری زیرسطحی نوع سیلیس | رکوردهای درازمدت روند روند مقاومت عایق را نگه دارید |
برای نتیجه گیری، ظاهر بصری شفاف نمی تواند یکپارچگی ساختاری زیرسطحی بخاری های کوارتز ذوب شده در معرض معرف های فوق خالص حاوی ناخالصی های کمیاب قلیایی را تضمین کند. تخریب شبکه با انتشار آهسته قلیایی متعلق به مکانیسم پیری پنهان وابسته به زمان است. کنترل دقیق ناخالصی و بازرسی دوره ای به طور موثر احتمال شکستگی غیرمنتظره را کاهش می دهد.
