Täppisosade tootja paigaldas PTFE sukelsoojendi lahusti{0}}põhisesse puhastuspaaki. Lahusti oli klooritud süsivesinik, mida kasutati töötlusõlide ja räbustijääkide eemaldamiseks. Kütteseade hinnati temperatuuri ja vattiheduse järgi. See ebaõnnestus kolme kuu pärast -mitte keemilise rünnaku tõttu PTFE-le, vaid lahusti läbilaskvuse tõttu, mis halvendas MgO isolatsiooni ja põhjustas maandusrike. Polümeer oli terve. Küttekeha ei olnud.
Lahusti{0}}põhised puhastusvedelikud kujutavad endast teistsugust väljakutset kui vesipõhised keemiatooted. Enamik lahusteid ei ründa PTFE-d keemiliselt, kuid need imbuvad polümeeri kergemini kui vesi. Nende madal viskoossus ja kõrge difusioonivõime võimaldavad neil kiiremini läbi ümbrise, jõudes MgO isolatsioonini pigem kuude kui aastate pärast. Tulemuseks on isolatsioonitakistuse kiire langus ja võimalik elektrikatkestus.
Miks lahustid läbistavad PTFE-d kiiremini kui vesi
Permeatsioon on difusiooniprotsess. Molekulid liiguvad läbi polümeermaatriksi ahelate vahele pigistades. Väiksemad molekulid hajuvad kiiremini. Molekulid, millel on afiinsus polümeeri -sarnaste lahustuvusparameetrite- suhtes, hajuvad samuti kiiremini.
Vesi on väike molekul, kuid see on polaarne ja sellel on madal afiinsus mittepolaarse PTFE maatriksi suhtes. See imbub aeglaselt. Enamik orgaanilisi lahusteid on mittepolaarsed või kergelt polaarsed ning neil on suurem afiinsus PTFE suhtes. Need lahustuvad kergemini polümeeri pinnale ja difundeeruvad kiiremini läbi maatriksi.
Klooritud lahustid, nagu metüleenkloriid, trikloroetüleen ja perkloroetüleen, on eriti agressiivsed permeandid. Nende väike molekulaarsuurus ja mõõdukas afiinsus PTFE suhtes võimaldavad neil läbida kesta nädalate või kuude jooksul.
| Lahusti tüüp | Molekulaarne suurus | Afiinsus PTFE suhtes | Läbilaskvuskiirus | Aeg isolatsioonitõrkeni |
|---|---|---|---|---|
| Vesi | Väike | Madal | Väga madal | 2-5 aastat |
| Alkoholid | Väike | Mõõdukas | Madal – mõõdukas | 1-3 aastat |
| Ketoonid | Väike | Mõõdukas | Mõõdukas | 8-18 kuud |
| Klooritud lahustid | Väike | Mõõdukas – kõrge | Kõrge | 3-8 kuud |
| Aromaatsed lahustid | Mõõdukas | Kõrge | Kõrge | 2-6 kuud |
| Alifaatsed süsivesinikud | Mõõdukas | Kõrge | Mõõdukas – kõrge | 4-12 kuud |
Lahusti läbilaskvus PTFE kaudu ja nende mõju isolatsioonitakistusele
Temperatuuri mõju lahusti läbilaskvusele
Temperatuur kiirendab lahusti läbitungimist samamoodi nagu vee läbitungimist. Iga 10 kraadine tõus kahekordistab difusioonikiirust ligikaudu kahekordseks. Lahusti, mille läbistamiseks kestast 40 kraadi juures kulub kaksteist kuud, võib 50 kraadi juures kuus kuud ja 60 kraadi juures kolm kuud läbida.
Lahustipuhastuspaagid töötavad sageli kõrgendatud temperatuuridel, et parandada puhastamise tõhusust. 60–70-kraadine paak on PTFE sukelsoojendite jaoks eriti nõudlik, kuna suure hajuvuse ja kõrgendatud temperatuuri kombinatsioon kiirendab läbitungimist.
| Töötemperatuur | Suhteline läbitungimismäär | Aeg isolatsioonitõrkeni | Eeldatav kasutusiga |
|---|---|---|---|
| 30 kraadi | 1× | 12-18 kuud | 2-3 aastat |
| 40 kraadi | 2× | 6-12 kuud | 1-2 aastat |
| 50 kraadi | 4× | 3-6 kuud | 6-12 kuud |
| 60 kraadi | 8× | 6-12 nädalat | 3-6 kuud |
| 70 kraadi | 16× | 3-6 nädalat | 4-8 nädalat |
Lahusti läbilaskvus ja kasutusiga töötemperatuuri funktsioonina
Miks on lahusti läbilaskvus kahjulikum kui vee läbilaskvus?
Vee läbilaskvus vähendab isolatsioonitakistust, kuid ei ründa keemiliselt MgO-d. Lahusti läbilaskvus on erinev. Paljud orgaanilised lahustid reageerivad MgO täiteainega või lahustavad selle, luues juhtivaid teid ja söövitavaid aineid.
Klooritud lahustid võivad MgO-ga kokkupuutel kõrgel temperatuuril laguneda, vabastades vesinikkloriidhappe. Hape ründab MgO-d ja takistuselementi, põhjustades kiiret lagunemist. Kütteseade töötab seestpoolt väljapoole, kuigi PTFE ümbris näib olevat terve.
MgO-ni jõudev lahusti tekitab samuti tuleohu. Orgaanilised lahustid on tuleohtlikud ja isolatsiooni lahustit imanud küttekeha võib elemendi ülekuumenemisel süttida. See on nii ohutuse kui ka töökindluse probleem.
Lahustiteeninduse praktilised juhised
PTFE sukelsoojendid ei sobi kõigi lahustipõhiste{0}}puhastusrakenduste jaoks. Madala läbilaskevõimega lahustite -nagu vesi-segunevad alkoholid ja nõrgad ketoonid mõõdukal temperatuuril -võivad hoolika jälgimisega olla vastuvõetavad PTFE. Klooritud lahustite, aromaatsete lahustite ja kõrgel temperatuuril{6}}käitamiseks ei ole PTFE soovitatav.
Nendes rakendustes tuleks kaaluda alternatiivsete materjalide kasutamist. Kvarts on vastupidav enamikele lahustitele ja selle läbilaskvus on väiksem. Roostevaba teras 316L on vastupidav paljudele lahustitele, kuid võib klooritud keskkonnas korrodeeruda. Titaan on enamiku lahustite suhtes vastupidav, kuid on kallis.
| Lahusti tüüp | PTFE sobivus | Soovitatav alternatiiv | Märkmed |
|---|---|---|---|
| Veepõhised puhastusvahendid | Suurepärane | - | PTFE on ideaalne |
| alkoholid,<50°C | Hea | - | Jälgige isolatsioonitakistust |
| Ketoonid,<50°C | Mõõdukas | Kvarts | Lühem kasutusiga |
| Klooritud lahustid | Ei soovita | Kvarts, roostevaba teras | Tuleoht, läbitungimine |
| Aromaatsed lahustid | Ei soovita | Kvarts, roostevaba teras | Kõrge läbilaskvus |
| Alifaatsed süsivesinikud | Marginaalne | Kvarts, roostevaba teras | Mõõdukas läbilaskvus |
PTFE sobivus ja alternatiivid lahustipõhistele{0}}puhastusvedelikele
Järelevalve ja hooldus Solvent Service'is
Kui PTFE-d kasutatakse lahustite kasutamisel, on isolatsioonitakistuse jälgimine hädavajalik. Igakuine megohmomeetri test näitab läbitungimistrendi. Rohkem kui 20% langus algtasemest näitab, et lahusti jõuab MgO-ni.
Lahustiaurude kogunemise vältimiseks peab klemmi korpus olema suletud ja õhutatud. Lahustiaurud on õhust raskemad ja võivad koguneda madalal{1}}asuvatesse korpustesse. Õige õhutus või puhastus vähendab aurude sissepääsu ja tulekahju ohtu.
Korpuse regulaarne puhastamine eemaldab lahustijäägid ja sadestused, mis võivad läbitungimist kiirendada. Piisab pehmest lapist ja sobivast lahustist. Abrasiivpuhastus kahjustab PTFE pinda ja loob tuumade tekkekohad edasiseks läbitungimiseks.
Kui PTFE pole õige valik
PTFE ei ole õige valik lahustipõhiste{0}}puhastusvedelike jaoks kõrgel temperatuuril, klooritud või aromaatsete lahustite jaoks ega rakendustes, kus on tuleoht. Nendel juhtudel võib olenevalt lahustist ja töötemperatuurist sobivam olla kvarts või roostevaba teras.
Kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon paksemate kestade ja suletud klemmiümbristega pikendab kasutusiga nõrga lahusti kasutamisel, kuid see ei suuda ületada PTFE põhilisi läbilaskvuspiiranguid agressiivsetes lahustites. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab lahusti koostist, töötemperatuuri ja eelmiste kütteseadmete läbilaskvuse ajalugu.
