Iż-Żewġ Materjali Li Jidhru Interkambjabbli fuq il-Karta
Faċilità ta 'proċessar kimiku tispeċifika skambjatur tas-sħana għal servizz ta' aċidu sulfuriku f'150 grad. Id-dokument tal-akkwist jelenka l-materjal tat-tubu bħala "PTFE jew ekwivalenti" u d-dimensjonijiet tat-tubu bħala 6 mm OD b'ħajt ta '0.8 mm. Jaslu żewġ kwotazzjonijiet: waħda b'tubi PTFE u waħda b'tubi PFA. Il-kwotazzjoni tal-PFA hija 15% ogħla, u l-ħin tal-kunsinna huwa erba 'ġimgħat itwal.
L-għażla ssir fuq il-bażi tal-prezz aktar baxx, u l-unità PTFE hija ordnata. L-unità hija installata u taħdem għal madwar 14-il xahar qabel ma tiżviluppa tnixxija f'ġonta ta' tubu-ma-tubu. L-ispezzjoni tiżvela li l-PTFE fil-ġonta qaxxar u l-weldjatura qasmet. L-unità PFA, li kieku ntgħażlet, kien ikollha ġonta wweldjata b'reżistenza ogħla għat-tkaxkir fit-temperatura operattiva.
Id-deċiżjoni tal-għażla li dehret li kienet paragun tal-prezz sempliċi kienet fil-fatt deċiżjoni dwar it-temperatura operattiva massima u l-integrità konġunta taż-żewġ materjali.
Id-Differenza fl-Istruttura Kimika
PTFE u PFA huma t-tnejn polimeri perfluorinati, li jfisser li s-sinsla tal-karbonju hija protetta bis-sħiħ mill-atomi tal-fluworin. Id-differenza hija fil-ktajjen tal-ġenb. PTFE għandu struttura lineari mingħajr ktajjen tal-ġenb. PFA għandu struttura lineari bi ktajjen tal-ġenb perfluoroalkoxy li huma mwaħħla mas-sinsla.
Il-ktajjen tal-ġenb fil-PFA jfixklu l-kristallinità tal-polimeru u jnaqqsu l-viskożità tat-tidwib. Il-viskożità tat-tidwib aktar baxxa tippermetti li l-PFA jiġi pproċessat permezz ta 'estrużjoni tat-tidwib u molding ta' injezzjoni, li tipproduċi tubi u komponenti b'uċuħ aktar lixxi u ġonot iwweldjati aktar affidabbli minn PTFE.
L-istruttura lineari ta 'PTFE tipproduċi kristallinità ogħla, li tagħti PTFE saħħa tensili ogħla, reżistenza aħjar għat-tkaxkir, u temperatura ta' servizz kontinwu ogħla minn PFA.
Id-Differenza Massima tat-Temperatura Operattiva
It-temperatura massima tas-servizz kontinwu għal PTFE hija 260 grad, u għal PFA hija 260 grad. Iż-żewġ materjali għandhom l-istess limitu ta 'temperatura nominali. Id-differenza prattika tidher fit-tarf elevat tal-firxa, fejn il-proprjetajiet mekkaniċi jibdew jiddiverġu.
F'150 grad, iż-żewġ materjali jżommu saħħa mekkanika adegwata għas-servizz tal-iskambjatur tas-sħana. F'200 grad , PTFE iżomm madwar 70% tas-saħħa tat-tensjoni tiegħu fit-temperatura tal-kamra-, filwaqt li PFA iżomm madwar 50%. F'250 grad, PTFE iżomm madwar 50%, filwaqt li PFA iżomm madwar 30%.
L-implikazzjoni prattika hija li f'temperaturi 'l fuq minn 200 grad , PTFE huwa l-aħjar għażla għal komponenti li fihom il-pressjoni-, filwaqt li PFA huwa limitat għal applikazzjonijiet ta'-istress aktar baxx.
Id-Differenza tar-Reżistenza għall-Creep
Creep huwa d-deformazzjoni bil-mod ta 'materjal taħt tagħbija sostnuta. Il-PTFE għandu reżistenza għat-tkaxkir aħjar minn PFA minħabba l-kristallinità ogħla u l-istruttura lineari tiegħu. Id-differenza hija partikolarment sinifikanti f'temperatura elevata.
Fi skambjatur tas-sħana, it-tubi u l-folja tat-tubi huma taħt tagħbija sostnuta mill-pressjoni interna u l-espansjoni termali. Il-ġonot tat-tubu-għal-tubu sheet sheet huma taħt tagħbija sostnuta mill-kompressjoni tal-ġonta. Maż-żmien, il-materjal creeps, u l-ġonta tista 'tillaxka.
PTFE creeps b'rata aktar baxxa minn PFA fl-istess temperatura u stress. F'servizz ta'-temperatura għolja, din id-differenza tiddetermina l-ħajja tas-servizz tal-ġonta. Ġonta PTFE tista' ddum 10-15-il sena, filwaqt li ġonta PFA tista' ddum 5-8 snin.
Id-Differenza fl-Integrità tal-Weldjatura
PFA jista 'jiġi wweldjat b'mod aktar affidabbli minn PTFE minħabba l-viskożità tat-tidwib aktar baxxa tiegħu. Iż-żona tal-weldjatura fil-PFA hija aktar omoġenja, u s-saħħa tal-weldjatura hija tipikament 90-95% tas-saħħa tal-materjal ġenitur. Iż-żona tal-weldjatura fil-PTFE hija inqas omoġenja, u s-saħħa tal-weldjatura hija tipikament 70-85% tas-saħħa tal-materjal ġenitur.
Id-differenza fl-integrità tal-weldjatura hija partikolarment importanti fil-ġonot tal-folji tat-tubu-per-tubu, li huma l-aktar postijiet stressati ħafna fl-iskambjatur tas-sħana. Ġonta PFA hija aktar affidabbli minn ġonta PTFE, u l-ħajja tas-servizz tal-ġonta PFA hija itwal.
Id-Differenza ta 'Smoothness tal-wiċċ
PFA jista 'jiġi estruż b'wiċċ lixx minn PTFE minħabba l-viskożità tat-tidwib aktar baxxa tiegħu. Il-wiċċ lixx inaqqas l-adeżjoni ta 'depożiti u partiċelli, li jnaqqas ir-rata ta' fouling u l-frekwenza tat-tindif.
F'servizz ta 'aċidu -temperatura għolja, il-wiċċ tal-PFA lixx huwa vantaġġ minħabba li l-aċidu jista' jifforma depożiti fuq il-wiċċ tat-tubu, u d-depożiti jnaqqsu l-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana. Il-wiċċ lixx inaqqas ukoll il-ġenerazzjoni tal-partiċelli, li hija importanti f'applikazzjonijiet ta'-purità għolja.
Tqabbil taż-Żewġ Materjali fis-Servizz ta' Aċidu ta'-Temperatura Għolja
It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor il-prestazzjoni u l-karatteristiċi tal-ispiża tal-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PFA fis-servizz tal-aċidu sulfuriku f'150 grad b'50% aċidu sulfuriku.
| Karatteristiku | Skambjatur tas-Sħana PTFE | Skambjatur tas-Sħana PFA | Vantaġġ |
|---|---|---|---|
| Temperatura massima tas-servizz kontinwu | 260 grad | 260 grad | Indaqs |
| Saħħa tat-tensjoni f'150 grad | 70% ta 'RT | 60% ta 'RT | PTFE |
| Saħħa tat-tensjoni f'200 grad | 50% ta 'RT | 35% ta 'RT | PTFE |
| Reżistenza għat-tkaxkir f'150 grad | Għoli | Moderat | PTFE |
| Reżistenza għal creep f'200 grad | Moderat | Baxx | PTFE |
| Saħħa tal-weldjatura | 70–85% tal-ġenitur | 90–95% tal-ġenitur | PFA |
| L-intoppi tal-wiċċ | Tajjeb | Eċċellenti | PFA |
| Reżistenza għall-fouling | Moderat | Għoli | PFA |
| Reżistenza kimika għall-aċidu sulfuriku | Eċċellenti | Eċċellenti | Indaqs |
| Ħajja tas-servizz f'aċidu ta'-temperatura għolja | 10–15-il sena | 8–12-il sena | PTFE |
| Spiża kapitali għal dazju ta' 30 kW | $28,000 | $32,000 | PTFE |
| Spiża ta 'installazzjoni | $3,000 | $3,000 | Indaqs |
| Spiża ta 'manutenzjoni annwali | $2,000 | $2,500 | PTFE |
| Spiża totali ta' ħames-snin | $50,000 | $55,000 | PTFE |
Il-valuri tal-ispiża totali ta' ħames-snin jassumu valur ta' produzzjoni ta' $600 fis-siegħa u jinkludu l-ispiża kapitali, l-ispiża tal-installazzjoni, u l-ispiża tal-manutenzjoni fuq ħames snin.
Meta PFA Hija l-Għażla Aħjar
PFA hija l-aħjar għażla f'diversi applikazzjonijiet speċifiċi.
Servizz ta'-purità għolja.Il-PFA għandu wiċċ aktar lixx u ġenerazzjoni ta 'partiċelli aktar baxxa minn PTFE, li jagħmilha adattata għal applikazzjonijiet semikondutturi u farmaċewtiċi fejn il-kontaminazzjoni tal-partiċelli hija ta' tħassib.
Servizz ta' fouling.Il-wiċċ tal-PFA lixx inaqqas l-adeżjoni tad-depożiti, li jnaqqas ir-rata tal-fouling u l-frekwenza tat-tindif.
Ġonta wweldjata-servizz kritiku.Il-weldjaturi PFA huma aktar affidabbli minn weldjaturi PTFE, li jagħmel PFA l-għażla aħjar għal servizz fejn l-integrità konġunta hija kritika.
Servizz ta'-temperatura aktar baxxa.F'temperaturi taħt il-150 grad, iż-żewġ materjali jaħdmu tajjeb, u l-wiċċ tal-PFA lixx u l-weldjaturi aktar affidabbli jistgħu jiffavorixxu l-PFA minkejja l-ispiża ogħla.
Komponenti-fabbrikati apposta.Il-PFA jista 'jiġi ffurmat f'forom kumplessi li huma diffiċli biex jiġu prodotti b'PTFE, li jagħmilha adattata għal komponenti ta' skambjatur tas-sħana manifatturati apposta-.
Meta PTFE Huwa l-Għażla Aħjar
PTFE huwa l-aħjar għażla f'diversi applikazzjonijiet speċifiċi.
Servizz ta'-temperatura għolja 'l fuq minn 200 grad .Il-PTFE iżomm is-saħħa mekkanika tiegħu f'temperaturi 'l fuq minn 200 grad, filwaqt li l-PFA jirtab u jitlef is-saħħa.
Servizz ta'-pressjoni għolja.Il-PTFE għandu reżistenza għat-tkaxkir ogħla mill-PFA, li jagħmilha adattata għal servizz ta' pressjoni-għola fejn it-tagħbija sostnuta hija għolja.
Servizz kbir ta 'heat exchanger.Il-PTFE jiswa inqas mill-PFA, li jagħmilha adattata għal skambjaturi tas-sħana kbar fejn l-ispiża kapitali hija fattur sinifikanti.
Servizz ta’ ċikliżmu termali.PTFE għandu reżistenza għal xokk termali ogħla minn PFA, li jagħmilha adattata għal servizz b'bidliet frekwenti fit-temperatura.
Rekwiżit ta 'ħajja twila ta' servizz.Il-PTFE għandu reżistenza aħjar għat-tkaxkir u ħajja ta 'servizz itwal minn PFA f'servizz ta'-temperatura għolja, li jagħmilha adattata għal applikazzjonijiet fejn il-ħajja tas-servizz hija fattur kritiku.
Parametri ta' Speċifikazzjoni għal -Servizz ta' Aċidu b'Temperatura Għolja
L-inġiniera tat-tagħmir li jevalwaw l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PFA għal servizz ta' l-aċidu-temperatura għolja għandhom jikkonfermaw il-parametri li ġejjin mal-fornitur.
Kimika aċiduża.Speċifika l-kompożizzjoni tal-aċidu, inkluża l-konċentrazzjoni u l-kontaminanti.
Temperatura operattiva.Speċifika t-temperatura operattiva massima u l-profil tat-temperatura mistenni.
Pressjoni operattiva.Speċifika l-pressjoni operattiva massima.
Tagħbija tas-sħana u erja tal-wiċċ.Speċifika t-tagħbija tas-sħana u l-erja tal-wiċċ meħtieġa għal kull għażla ta 'materjal.
Disinn konġunt.Speċifika d-disinn tal-ġonta tal-folja tat-tubu-mat-tubu u s-saħħa tal-weldjatura meħtieġa.
Finitura tal-wiċċ.Speċifika l-finitura tal-wiċċ meħtieġa għall-fouling u l-kontroll tal-partiċelli.
Ċikliżmu termali.Speċifika n-numru u l-kobor mistenni taċ-ċikli termali.
Rekwiżit tal-ħajja tas-servizz.Speċifika l-ħajja tas-servizz mistennija u l-iskeda ta 'sostituzzjoni.
Tqabbil tal-Għażla tal-Materjal mat-Temperatura u r-Rekwiżiti Konġunti
L-għażla bejn l-iskambjaturi tas-sħana PTFE u PFA f'servizz tal-aċidu-temperatura għolja tiddependi fuq it-temperatura, il-pressjoni, ir-rekwiżit tal-integrità tal-ġonta, u r-rekwiżit tal-finitura tal-wiċċ. PTFE għandu reżistenza aħjar għat-tkaxkir u limitu ta 'temperatura prattiku ogħla, filwaqt li PFA għandu integrità aħjar tal-weldjatura u wiċċ aktar lixx.
Id-deċiżjoni tal-għażla għandha tkun ibbażata fuq analiżi speċifika tal-faċilità-li tinkorpora l-ispiża kapitali, l-ispiża tal-installazzjoni, l-ispiża tal-manutenzjoni, u l-espożizzjoni għat-telf tal-produzzjoni. Mudell ta’ spreadsheet sempliċi b’dawn il-komponenti tal-ispiża jipprovdi l-informazzjoni meħtieġa biex tieħu d-deċiżjoni.
Għal -faċilitajiet tas-servizz tal-aċidu b'temperatura għolja li jevalwaw l-għażliet tal-iskambjatur tas-sħana, l-għażla tal-materjal għandha tkun ibbażata fuq l-ispiża totali tal-pussess fuq il-ħajja tas-servizz mistennija, mhux biss l-ispiża kapitali jew il-prestazzjoni termali. Unità PFA bi spiża kapitali ogħla jista 'jkollha spiża tul il-ħajja aktar baxxa jekk teħtieġ inqas manutenzjoni u tipproduċi inqas partiċelli.
Inġiniera tat-tagħmir u speċjalisti tal-akkwist li jevalwaw l-ispeċifikazzjonijiet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE għal -temperatura għolja aċidu jew servizz korrużiv ieħor jistgħu jitolbu reviżjoni tad-disinn li tkopri l-kimika tal-aċidu, temperatura operattiva, pressjoni operattiva, disinn konġunt, finitura tal-wiċċ, u rekwiżiti tal-ħajja tas-servizz biex jikkonfermaw li l-għażla tal-materjal hija mqabbla mal-kundizzjonijiet attwali tas-servizz u l-istruttura tal-ispiża tal-faċilità.
