چه محیط های شیمیایی استفاده از بخاری غوطه وری PTFE را رد می کند؟

یک مهندس کارخانه شیمی فهرستی از حمام های فرآیند را بررسی کرد و یک سوال ساده پرسید: کدام یک از اینها می توانند از بخاری غوطه وری PTFE استفاده کنند و کدام یک نمی توانند؟ این لیست شامل اسید سولفوریک، اسید کلریدریک، اسید نیتریک، اسید هیدروفلوئوریک، هیدروکسید سدیم، اسید کرومیک، حلال ها و چند فرمولاسیون ویژه بود. پاسخ برای هر کدام یک بله یا خیر ساده نبود. PTFE در اکثر شرایط در برابر اکثر این مواد شیمیایی مقاوم است. اما محیط های خاصی وجود دارد که PTFE انتخاب اشتباهی است و استفاده از آن منجر به خرابی زودرس می شود.

PTFE اغلب به عنوان مقاوم در برابر مواد شیمیایی توصیف می شود. این توصیف برای اکثریت قریب به اتفاق شیمی صنعتی دقیق است. اما مطلق نیست. سه دسته از محیط‌ها وجود دارد که در آن‌ها نباید از بخاری‌های غوطه‌وری PTFE استفاده شود: فلزات قلیایی مذاب، فلوئور عنصری، و برخی ترکیب‌های{3}}در دمای بالا از عوامل سوزاننده و اکسیدکننده.

فلزات قلیایی مذاب

سدیم، پتاسیم و لیتیوم مذاب به شدت با PTFE واکنش می دهند. این واکنش پلیمر را فلوئور زدایی می کند و گرما آزاد می کند و شرایط خطرناکی ایجاد می کند. این یک تخریب تدریجی نیست-بلکه یک واکنش سریع و گرمازا است که می تواند بخاری را در چند ثانیه از بین ببرد.

فلزات قلیایی مذاب در آبکاری یا فرآوری شیمیایی رایج نیستند، اما در برخی از کاربردهای تخصصی، از جمله برخی فرآیندهای هسته ای و متالورژی استفاده می شوند. بخاری های غوطه ور PTFE برای این محیط ها مناسب نیستند.

فلوئور عنصری و عوامل فلوئور کننده قوی

فلوئور عنصری در دماهای بالا به PTFE حمله می کند. در دمای اتاق، واکنش کند است. در دمای بالای 100 درجه، فلوئور می تواند پلیمر را فلوئور زدایی کند و سطح واکنشی ایجاد کند و غلاف را تخریب کند. تری فلوراید کلر و سایر عوامل فلوئور کننده قوی اثرات مشابهی دارند.

فلوئور و عوامل فلوئور کننده در برخی از فرآیندهای نیمه هادی و شیمیایی خاص استفاده می شود. در این محیط ها PTFE انتخاب درستی نیست. به جای آن اغلب از بخاری های غوطه ور نیکل یا مونل استفاده می شود.

محیط هایی که بخاری های غوطه ور PTFE مناسب نیستند

سوز آور غلیظ داغ در دماهای شدید

PTFE در دماهای متوسط ​​در برابر محلول های سوزاننده مقاومت می کند. در دمای 60 تا 70 درجه و غلظت زیر 20 درصد، حمله ناچیز است. در غلظت 95 درجه و 25 درصد، میزان فلوئور زدایی قابل توجه می شود. سطح پلیمر تخریب می شود و غلاف ظرف چند ماه از بین می رود.

این یک ممنوعیت مطلق نیست{0}}اگر دما و غلظت در حد مجاز باشد، یا اگر چگالی وات برای پایین نگه داشتن دمای غلاف کاهش یابد، می‌توان از PTFE در سرویس سوزاننده داغ استفاده کرد. اما در انتهای طیف سوزاننده، PTFE انتخاب درستی نیست.

اسیدهای اکسید کننده غلیظ داغ

PTFE در دمای متوسط ​​در برابر اسید نیتریک و اسید کرومیک مقاومت می کند. در غلظت‌های بالا و دمای بالای 90 تا 100 درجه، سرعت اکسیداسیون تسریع می‌شود. سطح پلیمر تخریب می شود و غلاف شکننده می شود.

در این محیط ها، کاربید سیلیکون یا کوارتز ممکن است مناسب تر باشد. کوارتز در برابر اسیدهای نیتریک و کرومیک مقاومت می کند اما در شرایط قلیایی مقاومت نمی کند. کاربید سیلیکون در برابر هر دو مقاومت می کند اما گران تر است.

حلال ها در دمای بالا

PTFE در دمای اتاق در برابر اکثر حلال ها مقاومت می کند. در دماهای بالا، حلال هایی با میل ترکیبی بالا برای پلیمر سریعتر نفوذ می کنند. حلال های کلردار و معطر در دمای 60 تا 70 درجه می توانند در هفته ها یا ماه ها به غلاف نفوذ کنند.

PTFE انتخاب مناسبی برای سرویس حلال{0}}در دمای بالا نیست. کوارتز یا فولاد ضد زنگ بسته به حلال و دما مناسب تر هستند.

وقتی PTFE حاشیه ای است، ممنوع نیست

بسیاری از محیط‌ها ممنوعیت مطلق نیستند، بلکه شرایط حاشیه‌ای هستند که در آن عمر سرویس PTFE کوتاه می‌شود. اسیدهای سوزاننده غلیظ داغ،-اسیدهای اکسید کننده با دمای بالا، و حلال‌های تهاجمی در این دسته قرار می‌گیرند. در این محیط‌ها، PTFE را می‌توان با مشخصات دقیق-تراکم وات کمتر، غلاف ضخیم‌تر و نظارت مکرر- استفاده کرد، اما عمر مفید کمتر از شرایط ملایم‌تر خواهد بود.

محیط های حاشیه ای و ممنوع برای بخاری های غوطه وری PTFE

وقتی مواد استاندارد نمی توانند برنامه را برآورده کنند

برخی از محیط های شیمیایی با PTFE و همچنین با جایگزین های رایج ناسازگار هستند. حمامی که متناوب بین اسید و قلیایی است، یا حاوی هر دو گونه اکسید کننده و کاهنده است، ممکن است بهترین ماده واحد نداشته باشد. در این موارد، ممکن است به یک رویکرد سفارشی نیاز باشد-یک پلیمر متفاوت، یک آلیاژ تخصصی، یا یک ساختار ترکیبی.

پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با چگالی وات کمتر، غلاف‌های ضخیم‌تر و دسترسی جریان بهتر، دامنه PTFE را به محیط‌های حاشیه‌ای گسترش می‌دهد. فرآیند مشخصات به شیمی حمام، غلظت، دما و تاریخچه خرابی بخاری های قبلی نیاز دارد. برای تأسیساتی با حمام‌های چندگانه، این برنامه کاربردی{2}}رویکرد خاص مشخص می‌کند که کدام حمام‌ها می‌توانند از PTFE استفاده کنند و کدام یک جایگزین نیاز دارند.