Kuuma happepaagi kohal on õhk paks söövitava uduga. Küttekeha külmal peal istuv ühenduskarp on selles suitsus ööd ja päevad vannis. Värvitud teraskarbid hakkavad mullitama ja roostetama; vale plastik võib praguneda või muutuda rabedaks. Karbi materjal tuleb valida sama hoolikalt kui küttekeha ümbris. Õige valiminejaotuskarbi materjal segatud happeaurude PTFE küttekeha jaoksrakendused määravad otseselt kindlaks, mitu aastat tõrgeteta teenust elektriline ots suudab pakkuda.
Miks on jaotuskarbi materjal happesuitsu keskkonnas oluline?
Kast on PTFE sukelküttekeha sees olevate elektriühenduste valvur. Kuigi PTFE ümbris peab vastu paagivannile, asub ühenduskarp õhuruumi aurutsoonis -sageli kuumem ja kontsentreeritum happelises udus kui vedelik ise. Karbi kõik osad, alates põhikorpusest kuni tihendi ja kaablitihendini, peavad vastu pidama pidevale keemilisele rünnakule. Ebaõnnestumine põhjustab terminali korrosiooni, maandusrikkeid ja protsessi planeerimata seiskamisi.
Selles rakenduses domineerivad kolm materjaliperekonda: polüpropüleen (PP), PVDF (polüvinülideenfluoriid) ja 316L roostevaba teras. Igal neist on erinev jõudlusprofiil.
Plastikust ühenduskarbid: PP vs PVDF
Polüpropüleen (PP)
Keemiline vastupidavus– PP-l on suurepärane vastupidavus enamiku mineraalhapete (väävel-, vesinikkloriid-, fosforhape) ja leeliste suhtes. See on ökonoomne valik tavalistes happeaurude keskkondades, nagu lahjendatud väävelhappe udu.
Temperatuuri piirang– PP sobib pidevaks kasutamiseks kuni ligikaudu80 kraadiõhus. Sellest kõrgemal väheneb mehaaniline tugevus kiiresti ja kõverdumine või pehmenemine võib tihendi purustada.
Piirangud– Tugevad oksüdeerijad, eriti kontsentreeritud lämmastikhape või suitsev väävelhape, ründavad PP-d. Samuti on see vastuvõtlik klooritud süsivesinike ja aromaatsete lahustite poolt lagunemisele. Kui segatud happeaurud sisaldavad isegi vähesel määral tugevaid oksüdeerijaid, ei ole PP soovitatav.
PVDF (polüvinülideenfluoriid)
Keemiline vastupidavus– PVDF pakub suurepärast vastupidavust palju laiemale hapete ja lahustite valikule, sealhulgas tugevatele oksüdeerijatele nagu lämmastikhape, kroomhape ja segatud happesegud. See on esmaklassiline plastikvalik agressiivsete suitsugaaside jaoks.
Temperatuuri piirang– PVDF-i saab kasutada pidevalt kuni ligikaudu150 kraadiõhus, mistõttu sobib see küttekehade ühenduskarpide jaoks, mis asuvad kuuma paagi pearuumi lähedal või kõrge pinnatemperatuuriga äärikul.
Lisahüved– PVDF-il on oma olemuselt madal süttivus ja hea UV-kindlus, mis on kasulik välis- või poolvälispaigaldistele.
Keemilise protsessi tehases taandub valik PP ja PVDF vahel sageli suitsu koostisele ja ümbritseva õhu temperatuurile. PP töötab hästi puhta mineraalhappe udus alla 80 kraadi; PVDF on vajalik lämmastik-, kroom- või segahapete olemasolul või kui temperatuur ületab 80 kraadi.
Tihendi roll: EPDM vs. Viton
Harukarp on ainult nii suletud kui selle tihend. Plastid peavad vastu massilisele keemilisele rünnakule, kuid tihend on painduv komponent, mis surub kokku, moodustades IP-klassi tihendi. Levinud on kaks tihendimaterjali:
EPDM (etüleenpropüleendi dieeni monomeer)– Tagab suurepärase vastupidavuse lahjendatud hapetele, leelistele, aurule ja kuumale veele. EPDM on usaldusväärne ja kulutõhus valik üldistes happeaurude keskkondades, kus temperatuur ei ületa ligikaudu 120 kraadi.
Viton (FKM, fluoroelastomeer)– Pakub suurepärast vastupidavust kontsentreeritud hapetele, süsivesinikele ja kõrgetele temperatuuridele (vahelduvalt kuni ~200 kraadi). Viton on eelistatud tihend mineraalhappeid ja orgaanilisi lahusteid sisaldavate segatud happeaurude jaoks.
Kriitiline piirang– Vitonit võivad rünnata tugevad söövitavad lahused (nt naatriumhüdroksiid) ja mõned agressiivsed amiinid. Kui õhuruumis on nii happeaure kui ka aluselist udu, võib EPDM olla turvalisem valik. Ühenduskarbi asukoha konkreetse suitsu koostise kohta tuleks alati tutvuda keemilise vastupidavuse tabeliga.
Tihendi materjal tuleb valida vastavalt suitsu koostiselejatemperatuur harukarbi asukohas, mitte ainult paagi vanni temperatuur. PTFE-küttekeha külm pea on tavaliselt protsessivedelikust jahedam, kuid paagist tulev soojuskiirgus võib tõsta harukarbi ümbritseva õhu temperatuurini 60–100 kraadi.
Roostevaba teras 316L: raskeveokite valik
Kui plastkarbid on ebapiisavad, a316L roostevaba terasharukarp pakub alternatiivi. 316L sisaldab molübdeeni, mis suurendab vastupidavust kloriidi sisaldavate happeaurude (nt vesinikkloriidhappe udu) korrosioonile.
Eelised- ülim mehaaniline tugevus; vastupidav füüsilisele mõjule, muljumisele ja vandalismile. Mittesüttiv ja sobib tuleohutusaladele (nt NFPA või ATEX tsoonid, kus plastiline staatiline laeng on probleem). Hea atmosfääri korrosioonikindlus enamikus happeliste aurude keskkondades.
Puudused– Raske, oluliselt kallim kui PP või PVDF ja soojusjuhtiv (mis võib õhutamata sisetemperatuuri tõsta). Ei ole immuunne happerünnakule – kõrgel temperatuuril kontsentreeritud vesinikkloriidhappe aurud võivad aja jooksul siiski tekitada täkkeid.
Roostevaba teras on eelistatud kohtades, kus on oodata füüsilist mõju (nt tihe hooldusliiklus, maha kukkunud tööriistad), kus väga kõrge ümbritseva õhu kuumus (üle 150 kraadi) pehmendaks plastkarpe või kus tuletõkkekoodid nõuavad mittesüttivate korpuste kasutamist.
Täielik koost: kast, tihend ja kaablitihendid
Harukarbi materjal on vaid üks osa süsteemist. Kasti sisenevad kaablitihendid peavad olema samuti hinnatud happeaurude kokkupuute suhtes. Tüüpilised on PVDF-st või polüamiidist (nailonist) valmistatud plasttihendid, millel on EPDM või Viton tihendid. Metallist tihendid (messingist või roostevabast terasest) vajavad aurude sissepääsu vältimiseks PTFE-põhiseid tihendusrõngaid.
Kogu montaaži-karp, tihend, tihendid-peavad ühilduma konkreetse happeauruga. Üksik kokkusobimatu komponent (nt nitriilkummist tihend lämmastikhappe suitsus) läheb kiiresti rikki, jättes mööda karbi enda terviklikkusest.
Lihtsustatud valikujuhised segatud happeaurude jaoks
Õige valikjaotuskarbi materjal segatud happeaurude PTFE küttekeha jaoksvõib juhinduda happe tüübist ja keskkonnatingimustest:
Lahjendatud väävel-, vesinikkloriid- või fosforhappe udu, ümbritseva õhu temperatuur alla 80 kraadi→ Polüpropüleenist (PP) kast + EPDM tihend on ökonoomne ja töökindel.
Samad happed, kuid temperatuur 80–120 kraadi→ Vajalik on PVDF kast + Viton tihend.
Aurud sisaldavad igal temperatuuril tugevaid oksüdeerijaid (lämmastik, kroom, segahape).→ PVDF või 316L roostevaba teras. Vältige PP-d. Kasutage Vitoni tihendit, kui see ei sisalda ka söövitavat ainet.
Aurud sisaldavad nii hapet kui ka söövitavat udu→ PVDF kast + EPDM tihend (Vitonit ründab sööbiv aine).
High mechanical impact risk, fire rating required, or ambient >150 kraadi→ 316L roostevabast terasest kast sobivalt suletud kaablisisenditega.
Mis tahes piiripealse või tundmatu suitsukeemia puhul on enne lõplikku spetsifikatsiooni tungivalt soovitatav tutvuda avaldatud keemilise vastupidavuse tabelitega (nt materjalide tarnijatelt, nagu Ensinger, Röchling või McMaster-Carr).
Järeldus: väike komponent, millel on peamised protsessi tagajärjed
Harukarp on väike, kuid kriitiline materjalivalik. Odav, söövitav tilk mööda kokkusobimatut tihendit või läbi lagunenud plastseina võib põhjustada suure protsessikatkestuse{1}}terminali läbipõlemise, maandusvea väljalülitumise ja tundidepikkuse tootmise kadumise. Õige karbi materjali, tihendi ja tihendi valimine konkreetsele segatud happeauru keskkonnale tagab, et elektriline ots kestab sama kaua kui PTFE-küttekeha ise. Iga kütteseadme komponent räägib keemilise vastupidavuse lugu; harukarp pole erand. Selle õige määramine ei ole järelmõte,{5}}see on insenertehniline vajadus.
