क्या एक सह-एक्सट्रूडेड पीएफए/ईटीएफई डुअल-लेयर शीथ रासायनिक जड़ता खोए बिना बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान कर सकता है?

रेत, क्रिस्टलीकृत लवण, धातु के महीन कण या उत्प्रेरक कण युक्त अपघर्षक घोल {{1}सूक्ष्म {2}काटने और थकावट के कारण मानक पीएफए ​​आवरणों को तेजी से नष्ट कर देता है। 2 मीटर/सेकेंड पर सिलिका रेत के घोल में पीएफए ​​की क्षरण दर लगभग 0.12–0.25 मिमी/वर्ष है, जिससे 4-8 वर्षों के भीतर 2 मिमी की दीवार में छिद्र कम हो जाता है। ईटीएफई (एथिलीन टेट्राफ्लुओरोएथिलीन) में पीएफए ​​(शोर डी 70-75 बनाम . 65 - 68) की तुलना में अधिक यांत्रिक शक्ति और कठोरता है और काफी बेहतर घर्षण प्रतिरोध - है, जो आमतौर पर समान घोल स्थितियों के तहत 2-4 गुना कम क्षरण दर है। हालाँकि, ईटीएफई में पीएफए ​​की तुलना में कम रासायनिक प्रतिरोध है, विशेष रूप से मजबूत ऑक्सीकरण एसिड (नाइट्रिक, सल्फ्यूरिक) और हैलोजन (क्लोरीन, फ्लोरीन) के लिए। घर्षण प्रतिरोध के लिए एक बाहरी ईटीएफई परत (0.3-0.5 मिमी) और रासायनिक बाधा के लिए एक आंतरिक पीएफए ​​परत (1.2-1.7 मिमी) के साथ एक सह-बाहर दोहरी परत शीथ दोनों सामग्रियों का सर्वोत्तम प्राप्त कर सकती है। ऐसे म्यान सभी -पीएफए ​​की तुलना में 50-70% बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जबकि पीएफए ​​की 90-95% रासायनिक निष्क्रियता को बनाए रखते हैं। कमजोर बिंदु परतों के बीच का इंटरफ़ेस है; प्रदूषण को रोकने के लिए एक टाई परत के साथ सह-बाहर निकालना आवश्यक है।

घर्षण प्रतिरोध तुलना: पीएफए ​​बनाम ईटीएफई

घर्षण प्रतिरोध को टैबर घर्षण परीक्षण (एएसटीएम डी1044, सीएस-17 पहिये, 1,000 चक्र, 1,000 ग्राम भार) द्वारा मापा जाता है। पीएफए ​​का वजन 15-25 मिलीग्राम कम होता है। ईटीएफई का वजन 5-10 मिलीग्राम-2-3× बेहतर तरीके से कम होता है। घोल क्षरण परीक्षण (5 wt% सिलिका रेत, 45 डिग्री पर 2 m/s टकराव) में, PFA 0.12–0.25 मिमी/वर्ष पर क्षरण करता है। ईटीएफई का 0.04-0.10 मिमी/वर्ष-2-4× बेहतर क्षरण होता है। ईटीएफई की उच्च यांत्रिक शक्ति (तन्य शक्ति 40-50 एमपीए बनाम पीएफए ​​25-30 एमपीए) और उच्च कठोरता कण प्रवेश और काटने को कम करती है। महत्वपूर्ण ठोस लोडिंग (खनन घोल, रंगद्रव्य उत्पादन, उत्प्रेरक हैंडलिंग) वाले अनुप्रयोगों के लिए, ईटीएफई के घर्षण प्रतिरोध से विस्तारित जीवन पर्याप्त है। एक पीएफए ​​हीटर जो सिलिका घोल में 5 साल के बाद विफल हो जाता है, ईटीएफई बाहरी परत के साथ 10-15 साल तक चल सकता है।

हालाँकि, ETFE में कम निरंतर सेवा तापमान (150 डिग्री अधिकतम बनाम . 180 - PFA के लिए 200 डिग्री) और कम रासायनिक प्रतिरोध होता है। 120 डिग्री पर 98% सल्फ्यूरिक एसिड में, ईटीएफई कुछ ही हफ्तों में नष्ट हो जाता है, जबकि पीएफए ​​महीनों से लेकर वर्षों तक बना रहता है। 90 डिग्री पर 30% नाइट्रिक एसिड में, ईटीएफई 500 घंटों के बाद सतह में दरार दिखाता है; पीएफए ​​2,000+ घंटे तक चलता है। क्लोरीन गैस या क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स में, ETFE सूज जाता है और यांत्रिक शक्ति खो देता है। बाहरी तरफ ईटीएफई के साथ एक दोहरी परत वाली परत केवल तभी समझ में आती है जब बाहरी सतह घर्षण का सामना करने वाली तरफ हो और आंतरिक पीएफए ​​परत ईटीएफई परत में प्रवेश करने पर रासायनिक बाधा प्रदान करने के लिए बरकरार रहती है।

कोएक्सट्रूज़न इंटरफ़ेस इंटीग्रिटी और टाई परतें

सह-एक्सट्रूडेड पीएफए/ईटीएफई शीथ में महत्वपूर्ण चुनौती परत आसंजन है। पीएफए ​​और ईटीएफई असंगत पॉलिमर हैं; उपचार के बिना उनका इंटरफेशियल आसंजन 0.5 एमपीए से कम है, जिससे थर्मल साइक्लिंग या यांत्रिक तनाव के तहत प्रदूषण होता है। एक कार्यात्मक टाई परत आम तौर पर एक संशोधित फ्लोरोपॉलीमर जिसमें प्रतिक्रियाशील समूह होते हैं जो पीएफए ​​और ईटीएफई दोनों से जुड़ते हैं, की आवश्यकता होती है। टाई परत की मोटाई 0.05–0.10 मिमी है। एक उचित टाई परत के साथ, इंटरफेशियल आसंजन 3-5 एमपीए तक पहुंच जाता है, जो अधिकांश सेवा स्थितियों के लिए पर्याप्त है। एक टाई परत के बिना, अपघर्षक सेवा में 500-1,000 थर्मल चक्रों या हफ्तों के भीतर प्रदूषण होता है जहां नरम पीएफए ​​परत कठिन ईटीएफई परत की तुलना में अलग तरह से विकृत होती है।

विनिर्माण गुणवत्ता महत्वपूर्ण है. सह-एक्सट्रूज़न सटीक तापमान नियंत्रण (ईटीएफई एक्सट्रूज़न तापमान 290-330 डिग्री, पीएफए ​​350-400 डिग्री) और परत मोटाई निगरानी (अल्ट्रासोनिक या एक्स रे) के साथ किया जाना चाहिए। अपर्याप्त टाई परत कवरेज या परतों के बीच संदूषण कमजोर धब्बे बनाता है जो प्रदूषण की शुरुआत करता है। सह-एक्सट्रूडेड शीथ की फ़ील्ड विफलताएं लगभग हमेशा इंटरफ़ेस पर होती हैं, थोक सामग्री के माध्यम से नहीं। एक परतदार म्यान का एकल परत म्यान की तुलना में कोई यांत्रिक लाभ नहीं होता है; ईटीएफई की बाहरी परत छिल जाती है, और उजागर पीएफए ​​तेजी से नष्ट हो जाता है।

प्रदर्शन तुलना: दोहरी-परत बनाम एकल-परत

अनुप्रयोग उपयुक्तता मार्गदर्शिका

निरीक्षण और विफलता निवारण

सेवा में दोहरी परत वाले शीथ के लिए, चुंबकीय प्रेरण या अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज का उपयोग करके सालाना ईटीएफई पहनने का निरीक्षण करें। कई बिंदुओं पर ETFE परत की मोटाई मापें। जब शेष ईटीएफई की मोटाई 0.1 मिमी से कम हो जाती है, तो शीथ उच्च जोखिम वाले क्षेत्र में प्रवेश कर जाता है, जहां पीएफए ​​परत उजागर हो सकती है। उजागर पीएफए ​​ईटीएफई की तुलना में तेजी से नष्ट हो जाएगा, लेकिन हीटर का जीवन अभी भी शेष है (पूर्ण पीएफए ​​दीवार की मोटाई)। हीटर को तब बदला जाना चाहिए जब कुल शेष दीवार की मोटाई (ईटीएफई + पीएफए) 1.0 मिमी से कम हो जाए। प्रदूषण का पता लगाना: किसी धातु की वस्तु से म्यान को टैप करना; एक विच्छेदित क्षेत्र नीरस या खोखला लगता है, जबकि बंधे हुए क्षेत्र एक तेज वलय उत्पन्न करते हैं। अल्ट्रासोनिक परीक्षण (10-15 मेगाहर्ट्ज) परतों के बीच प्रतिबिंब के रूप में प्रदूषण का पता लगा सकता है। किसी भी दिशा में 10 मिमी से अधिक का कोई भी प्रदूषण प्रतिस्थापन की गारंटी देता है, क्योंकि ईटीएफई परत अंततः अलग हो जाएगी और डाउनस्ट्रीम उपकरण को प्लग कर सकती है।

निष्कर्ष: सह-एक्सट्रूडेड पीएफए/ईटीएफई उचित टाई परत के साथ बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान करता है

एक कार्यात्मक टाई परत के साथ एक सह-एक्सट्रूडेड पीएफए/ईटीएफई दोहरी परत शीथ, पीएफए ​​की 90-95% रासायनिक निष्क्रियता को बरकरार रखते हुए सभी- पीएफए ​​शीथ की तुलना में 50-70% बेहतर घर्षण प्रतिरोध प्रदान करता है। बाहरी ईटीएफई परत (0.3-0.5 मिमी) कठोरता और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करती है; यदि ईटीएफई प्रवेश कर जाता है तो आंतरिक पीएफए ​​परत (1.2-1.7 मिमी) रासायनिक अवरोध प्रदान करती है। टाई परत के बिना, इंटरफ़ेस थर्मल साइक्लिंग या यांत्रिक तनाव के तहत नष्ट हो जाता है, जिससे कोई लाभ नहीं मिलता है। 120 डिग्री से कम तापमान पर तटस्थ से हल्के अम्लीय वातावरण (पीएच 3-10) में अपघर्षक सेवा के लिए सह-एक्सट्रूडेड म्यान की सिफारिश की जाती है। मजबूत ऑक्सीकरण एसिड, क्लोरीनयुक्त सॉल्वैंट्स, या 140 डिग्री से ऊपर के तापमान के लिए, बढ़ी हुई दीवार की मोटाई (2.5-3.0 मिमी) के साथ एक एकल परत पीएफए ​​म्यान अधिक घर्षण के बावजूद अधिक विश्वसनीय विकल्प बना हुआ है। दोहरी परत शीथ पर विचार करने वाले इंजीनियरों को सह-एक्सट्रूज़न प्रमाणन, टाई परत सामग्री दस्तावेज़ीकरण, और इंटरफेशियल आसंजन परीक्षण परिणाम (छील ताकत न्यूनतम 3 एन/मिमी) का अनुरोध करना चाहिए। सह-एक्सट्रूडेड शीथ की अतिरिक्त लागत (पीएफए ​​पर 30-50% प्रीमियम) अपघर्षक अनुप्रयोगों में विस्तारित सेवा जीवन के माध्यम से वसूल की जाती है, जो आम तौर पर सभी पीएफए ​​की तुलना में 2-4 गुना अधिक होती है। उच्चतम घर्षण स्थितियों (रेत के घोल, उत्प्रेरक हैंडलिंग) के लिए, दोहरी परत शीथ सबसे अच्छा उपलब्ध फ्लोरोपॉलीमर समाधान है, बशर्ते कि रासायनिक वातावरण ईटीएफई पर हमला न करे।