Enamik tööstuskasutajaid peab enesestmõistetavaks, et PFA-kate talub kõiki happelisi vedelikke, sealhulgas vesinikfluoriidhapet, kuid pikaajaline -kastmine kõrge-temperatuuri, kõrge-kontsentratsiooniga fluoriidikeskkonda põhjustab siiski katte järkjärgulist lagunemist, aukude teket ja aluspinna korrosiooni. Kuigi PFA-l on suurepärane keemiline inerts tavaliste söövitavate ainete suhtes, rikuvad äärmuslikud fluoriidiga töötingimused fluoropolümeerkatete struktuurset stabiilsust ja põhjustavad küttekeha enneaegse lammutamise. Selles artiklis selgitatakse välja rikkemehhanismid ja protsesside optimeerimise plaanid.
1. PFA sisemise keemilise vastupidavuse põhimõte vesinikfluoriidhappele
PFA molekulaarskelett koosneb süsinik{0}}fluori kovalentsetest sidemetest, millel on ülikõrge sideme energia. Normaaltemperatuuril ja madala kontsentratsiooniga vesinikfluoriidhappel ei saa HF hävitada C-F-põhiahelat, nii et kate suudab metallist alustoru hästi isoleerida ja tagada korrosioonivastane-kaitse. Erinevalt kvartsklaasist ja titaanist, mis reageerivad ägedalt HF-ga korraga, ei lahustu PFA fluoriidilahuses kiiresti, mis on peamine põhjus, miks sellest saab ainuke vesinikfluoriidhappega peitsimismahutites kasutatav tavaküttematerjal. Kuid see vastupanu ei ole püsiv ja piiramatu.
2. Kolm põhilist lagunemisteed kõrge-temperatuurilises fluoriidikeskkonnas
(1) Väikeste HF-molekulide termiline{1}}imbumine
HF kuulub väikeste polaarsete molekulide hulka. Kuumutamisel üle 80 kraadi tugevneb molekulaarne aktiivsus pidevalt. HF võib aeglaselt tungida mööda mikropilusid PFA vaiguosakeste vahel kattekihi sees, kogunedes katte ja metallsubstraadi vahele. Kogunenud vesinikfluoriidhape söövitab terastoru, et tekitada roostet ja vesinikgaasi, moodustades sisemise paisumisrõhu ja lükates PFA-katte villi ja delaminatsiooni.
(2) Pikaajalisest -soojuskoormusest põhjustatud katte vananemine
Fluoriidiga keskkütteseadmetes esineb sageli kuivpõlemist ja lokaalset ülekuumenemist. Liigne temperatuur põhjustab C-F sidemete osalise katkemise PFA pinnal, tekitades aktiivseid vabu radikaale. Need rühmad reageerivad keskkonnas oleva HF-ga, põhjustades pinna kriidistumist, mikropragude levimist ja läbistavate aukude moodustumist.
(3) Mehaaniline defekti laienemine fluoriidi erosiooni all
Transpordil ja paigaldamisel tekkinud kriimud ja väikesed marrastused on alguses nähtamatud. Fluoriidi vedelik tungib kahjustatud kohtadest sisse, laiendab defekti piki katte liidest ja muudab väikese kahjustuse mitme nädala jooksul pärast kasutamist suureks-ala koorumiseks.
3. Peamised mõjutegurid, mis kiirendavad katmise ebaõnnestumist
Temperatuur: mida kõrgem on vedeliku temperatuur, seda kiiremini tungib HF kattesse; kasutusiga langeb järsult, kui püsiv temperatuur ületab 180 kraadi.
Kontsentratsioon: kõrge-kontsentratsiooniga vesinikfluoriidhappel ja ammooniumfluoriidi sisaldaval segahappel on tugevam läbilaskvus kui lahjendatud HF lahusel.
Katte paksus: ühekordse õhukese pihustamise korral alla 0,6 mm on halb kompaktsus ja lühike läbitungimisvastane tööiga; standardpaksus peaks olema vahemikus 0,8–1,5 mm.
Staatiline ooterežiim: pikk seiskamine HF vedelikuga paagis põhjustab pidevat ioonide rikastumist ja süveneb varjatud korrosioon katte sees.
4. Sihtotstarbelised optimeerimis- ja kasutusea pikendamise meetmed
Kasutage mitmekihilist komposiitpihustusprotsessi: kruntkiht + vahepealne tihe isolatsioonikiht + pinna -vananemisvastane pealiskiht, vähendage katte sisemist tühimike arvu ja blokeerige molekulaarsed läbitungimiskanalid.
Kontrollige rangelt pinna võimsustihedust, vältige kohalikku ülekuumenemist ja kuiva põlemist; paigaldage temperatuuriblokeeringu kaitseseade, et piirata keskmise temperatuuri alla 160 kraadi pikaajaliseks tööks{1}}.
Enne tarnimist tuvastage 100% kõrge-pingelekke, et kõrvaldada kattes olevad nööpaugud.
Kohapealse{0}}töö standardimine: tühjendage paagi vedelik täielikult-pikaajalise seiskamise ajal; puhastage regulaarselt pinnasetet, et vältida lokaalset kuumade kohtade saastumist.
Tehke kord kvartalis kasutusel olevate seadmete mittepurustavaid sädemeid- parandage õigeaegselt väikesed tihvtid spetsiaalse PFA parandusliimiga, et vältida edasist laienemist.
5. Materjali valiku piiride selgitamine
Madal-temperatuur lahjendatud HF töötingimused: PFA-kattega kütteseade on madalate kuludega ja stabiilse jõudlusega optimaalne valik.
Kõrgel-temperatuuril kontsentreeritud HF pidev tootmine: vaja on kohandatud paksendatud mitmekihilisi PFA-tooteid; tavatööstuses muud ökonoomset alternatiivset küttematerjali ei eksisteeri.
Fluoriidi keskkond üle 260 kraadi: PFA-d ei saa kasutada materjali pehmenemise ja lagunemise tõttu ning spetsiaalseid väärismetallist kütteelemente tuleb kohandada.
表格
| Mõjutegur | Degradatsiooni fenomen | Parandusskeem |
|---|---|---|
| Kõrge temperatuuriga HF | Sisemine mullitamine ja kattekoorimine | Piirake töötemperatuuri ja lisage ülekuumenemiskaitse |
| Ebapiisav katte paksus | Kiire läbitungimine ja aukude leke | Mitmekihiline pihustamine kogupaksuse tagamiseks 0,8 mm või suurem |
| Ebapuhas seiskamine koos vedeliku jääkidega | Varjatud liidese korrosioon | Seadme ooterežiimil tühjendage paak |
| Esialgse katte pisikesed defektid | Kohaliku perforatsiooni rike | Täielik -sädemete kontroll enne tehasesse saatmist |
Järeldus
PFA on tavapärastest valikutest kõige sobivam-korrosioonivastane kuumutusmaterjal fluoriidi-sisaldavate ainete jaoks, kuid selle kaitsev toime sõltub katte täielikust terviklikkusest ja mõistlikust temperatuuri reguleerimisest. Pihustusprotsessi ja igapäevase töö juhtimise optimeerimisega saab PFA läbitungimise vananemisprobleemi vesinikfluoriidhappe keskkonnas tõhusalt kontrollida, et saavutada pika-tsükli stabiilne töö.
