L-Ambjent ta' -Attakk Doppju
Proċess ta 'tindif kimiku jalterna bejn soluzzjoni ta' 15% ta 'aċidu idrokloriku f'70 grad u soluzzjoni ta' 10% idrossidu tas-sodju fi 80 grad. L-iskambjatur tas-sħana huwa espost għal pH estremi fiż-żewġt itruf tal-iskala, b'laħlaħ bl-ilma sħun bejn iċ-ċikli. L-aċidu jattakka metalli u materjali alkalini-sensittivi. Il-kawstiku jattakka l-ħġieġ, iċ-ċeramika bbażata fuq is-silika-, u l-metalli anfoteriċi. Ftit materjali jgħix iż-żewġ ambjenti.
Azzar bl-enamel-imsejjaħ ukoll ħġieġ-azzar miksi-ilu jintuża f'servizz kimiku korrużiv. Il-kisja tal-ħġieġ, enamel borosilikat imdewweb mas-sottostrat tal-azzar f'temperatura għolja, jirreżisti l-aċidi sew. Huwa użat ħafna f'reċipjenti tar-reattur, tankijiet tal-ħażna, u skambjaturi tas-sħana fl-industriji kimiċi u farmaċewtiċi.
PTFE jirreżisti kemm aċidi kif ukoll alkali fl-ispettru sħiħ tal-pH. L-għażla bejn azzar enameled u PTFE għal servizz alternat ta 'aċidu-alkalin hija deċiża min-naħa kawstika taċ-ċiklu-fejn l-azzar enameled għandu vulnerabbiltà fundamentali.
Il-Mekkaniżmu tal-Korrużjoni tal-Ħġieġ fl-Alkali
Il-ħġieġ huwa dijossidu tas-silikon b'diversi modifikaturi tal-ossidu tal-metall. F'soluzzjonijiet alkalini, joni idrossidu jattakkaw il-bonds tas-silikon-ossiġnu li jiffurmaw in-netwerk tal-ħġieġ. Ir-reazzjoni hija:
SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O
Is-silikat tas-sodju jinħall u jinħall fis-soluzzjoni alkalina. Il-wiċċ tal-ħġieġ huwa progressivament inċiżi 'l bogħod. Ir-rata tiddependi fuq it-temperatura, il-konċentrazzjoni kawstika, u l-kompożizzjoni speċifika tal-ħġieġ.
Ħġieġ borosilikat-it-tip użat għall-azzar bl-enamel-fih ossidu tal-boron li jtejjeb id-durabilità kimika. Iżda f'10% NaOH fi 80 grad, anke ħġieġ borosilikat jissaddad f'madwar 0.01-0.05 mm/sena. Kisi tal-ħġieġ ta 'ħxuna ta' 0.8-1.2mm jitlef 10-60% tal-ħxuna tiegħu fuq ħajja ta 'servizz ta' 10 snin taħt dawn il-kundizzjonijiet.
Il-korrużjoni huwa rari perfettament uniformi. Difetti mikroskopiċi, bżieżaq, jew tikek irqaq fil-kisja tal-ħġieġ jissaddad aktar malajr. Ladarba l-ħġieġ jiġi ppenetrat, l-azzar sottostanti jiġi espost għall-ambjent alternanti tal-aċidu-alkalin. L-azzar jissaddad malajr fit-tnejn. L-inforra jonqos lokalment, u t-tagħmir għandu jiġi rregolat jew mibdul.
Tabella 1: Aċidu-Tqabbil tal-Prestazzjoni taċ-Ċikliżmu Alkalin
| Parametru tal-Prestazzjoni | Azzar Enameled (Ħġieġ-Infurrat). | PTFE |
|---|---|---|
| Reżistenza għall-aċidu (HCl, H₂SO₄) | Eċċellenti | Eċċellenti |
| Reżistenza alkalina (NaOH, KOH) | Fqira (dissoluzzjoni tal-ħġieġ) | Eċċellenti |
| Rata ta 'korrużjoni f'10% NaOH fi 80 grad (mm/sena) | 0.01-0.05 | 0 |
| Ħxuna tal-kisi/kisi (mm) | 0.8-1.2 | 1.0-1.5 (ħajt tat-tubu) |
| Ħajja tal-kisi stmata f'servizz tal-pH li jalterna | 3-8 snin | 15+ snin |
| Metodu ta 'tiswija | Lejs tal-fabbrika; ġimgħat waqfien | Ipplaggja l-qasam jew ibdel is-sezzjoni tat-tubu |
| Reżistenza għal xokk termali | Moderat (ΔT max ~100 grad) | Excellent (>200 grad ΔT) |
| Reżistenza għall-impatt mekkaniku | Fqira (fraġli; ċipep fuq l-impatt) | Tajjeb (irkupru elastiku) |
| Modalità ta' falliment | Penetrazzjoni tal-kisi → korrużjoni tal-azzar | Tirqaq gradwali |
| Is-sejba ta' falliment imminenti | Diffiċli (ħsara fil-kisja spiss inviżibbli) | Faċli (kejl tal-ħxuna ultrasoniku) |
Il-Fattur tax-Xokk Termali
It-tranżizzjoni minn aċidu sħun għal soluzzjoni alkalina sħuna permezz ta 'laħlaħ bl-ilma toħloq kundizzjonijiet ta' xokk termali. L-iskambjatur tas-sħana tal-azzar bl-enamel jesperjenza bidla rapida fit-temperatura li tisħaq fuq il-ħġieġ-ma'-irbit tal-azzar. Il-ħġieġ u l-azzar għandhom koeffiċjenti ta 'espansjoni termali differenti-ħġieġ f'madwar 3-6 × 10⁻⁶/ grad, azzar fi 12-15 × 10⁻⁶/ grad. L-espansjoni differenzjali toħloq shear stress fl-interface.
Matul mijiet ta' ċikli termali, l-istress kumulattiv jikkawża mikro-xquq fl-interface tal-ħġieġ-azzar. Dawn ix-xquq huma inviżibbli min-naħa tal-proċess. Huma jikbru b'ċikliżmu kontinwu sakemm il-ħġieġ jinfirex mill-azzar. L-azzar espost imbagħad jissaddad malajr.
PTFE m'għandu l-ebda interface biex delaminate. Il-materjal huwa omoġenju permezz tal-ħxuna tiegħu. L-espansjoni termali hija akkomodata b'deformazzjoni elastika tal-komponent kollu. L-ebda stress differenzjali ma jiżviluppa.
Kuntrast ta' Manutenzjoni u Tiswija
Meta l-iskambjatur tas-sħana tal-azzar miksi bil-ħġieġ-jfalli, l-unità kollha għandha titneħħa u tintbagħat f'faċilità speċjalizzata għall-iglassing. Il-proċess jieħu ġimgħat. Il-produzzjoni hija interrotta. Unità żejda trid tkun disponibbli jew tintilef il-kapaċità tal-produzzjoni.
Meta skambjatur tas-sħana PTFE jiżviluppa tnixxija-tipikament wara ħafna snin ta' servizz-it-tubu affettwat jista' jiġi pplaggjat fil-qasam. L-iskambjatur ikompli jaħdem b'kapaċità kemmxejn imnaqqsa. Tiswija permanenti jew sostituzzjoni tat-tubi hija skedata fl-għeluq tal-manutenzjoni ppjanat li jmiss.
It-tiswija-qasam tal-PTFE hija vantaġġ operattiv sinifikanti fi proċessi fejn il-kontinwità tal-produzzjoni hija kritika.
Sommarju
L-iskambjaturi tas-sħana PTFE jegħlbu l-azzar bl-enamel f'servizz alternanti ta 'aċidu-alkalin minħabba li l-PTFE huwa immuni għad-dissoluzzjoni kawstika li progressivament irqaq il-kisi tal-ħġieġ. Ir-rata ta 'korrużjoni tal-ħġieġ tal-azzar bl-enamel f'alkali sħun, flimkien ma' ħsara ta 'xokk termali fl-interface tal-ħġieġ-l-azzar, tillimita l-ħajja tas-servizz għal 3-8 snin. PTFE jipprovdi servizz ta' 15+ sena mingħajr korrużjoni jew delamination tal-interface.
It-tiswija-post tal-PTFE tkompli tnaqqas l-ispiża tal-waqfien meta mqabbla mal-fabbrika-reglassing meħtieġ għat-tiswijiet tal-azzar bl-enamel. Għal proċessi li jiċċirkolaw bejn kimiċi aċidużi u alkalini, PTFE huwa l-għażla ta' ħajja ta'-aktar riskju aktar baxx, itwal-.
Analiżi tal-inġinerija għall-għażla tal-materjal tas-servizz tal-pH li jalterna hija disponibbli fuq is-sottomissjoni ta 'konċentrazzjonijiet aċidużi u kawstiċi, temperaturi operattivi, frekwenza taċ-ċiklu, u data tal-ħajja tas-servizz tat-tagħmir kurrenti.
