घोल घिसाव की समस्या
खनिज प्रसंस्करण, फॉस्फोरिक एसिड उत्पादन और अपशिष्ट जल उपचार में हिलाए गए घोल टैंक संक्षारक तरल पदार्थों में अपघर्षक ठोस कणों को निलंबित कर देते हैं। इस वातावरण में डूबे हीट एक्सचेंजर ट्यूब निरंतर कण टकराव का अनुभव करते हैं। प्रत्येक कण की टक्कर से ट्यूब की सतह से सूक्ष्म मात्रा में सामग्री निकल जाती है। महीनों और वर्षों में, संचयी क्षरण ट्यूब की दीवार को पतला कर देता है।
एल्यूमिना {{0}भरा हुआ PTFE {{1} PTFE को 10 - 20% एल्युमीनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) पाउडर के साथ मिश्रित करके {{4}वर्जिन PTFE के घर्षण-प्रतिरोधी विकल्प के रूप में विपणन किया जाता है। सिरेमिक भराव कण, पीटीएफई मैट्रिक्स की तुलना में कठिन होने के कारण, प्रभावित घोल कणों को रोकने और पॉलिमर को पहनने से बचाने के लिए होते हैं।
यह अवधारणा ड्राई स्लाइडिंग वियर में मान्य है। गीले घोल के क्षरण में, रासायनिक वातावरण और भराव मैट्रिक्स इंटरफ़ेस ऐसी जटिलताएँ पेश करते हैं जो अपेक्षित प्रदर्शन लाभ को उलट सकते हैं। अपघर्षक रासायनिक सेवा में सही सामग्री चयन के लिए इन जटिलताओं को समझना आवश्यक है।
गारा कटाव तंत्र
एक उत्तेजित टैंक में घोल के क्षरण में तरल में निलंबित कण शामिल होते हैं जो हीट एक्सचेंजर ट्यूब की सतह को मध्यम वेग से प्रभावित करते हैं -आमतौर पर 1-5 मीटर/सेकेंड। कण प्रभाव पीटीएफई सतह में स्थानीयकृत प्लास्टिक विरूपण पैदा करता है। बार-बार प्रहार करने से तनाव जमा हो जाता है, अंततः पॉलिमर के छोटे-छोटे टुकड़े अलग हो जाते हैं।
वर्जिन पीटीएफई में, सतह विस्कोइलास्टिक विरूपण के माध्यम से कण प्रभाव पर प्रतिक्रिया करती है। यदि तनाव उपज सीमा से नीचे है तो पॉलिमर श्रृंखलाएं प्रभाव ऊर्जा को अवशोषित करती हैं और प्रत्यास्थ रूप से पीछे हटती हैं। कई प्रभावों के बाद कटाव थकान जैसी प्रक्रिया के माध्यम से होता है। दर कम और एक समान है.
एल्यूमिना से भरे PTFE में, भराव कण कठोर होते हैं। वे प्रभाव में विकृत नहीं होते. प्रभाव ऊर्जा कठोर एल्यूमिना कण और नरम पीटीएफई मैट्रिक्स के बीच इंटरफेस पर केंद्रित होती है। तनाव की सघनता से फिलर {{5}मैट्रिक्स सीमा पर सूक्ष्म दरारें शुरू हो जाती हैं। ये दरारें बार-बार प्रभाव से बढ़ती हैं। अंततः, आसपास का PTFE अलग हो जाता है और भराव कण को अपने साथ ले जाता है। क्षरण दर भराव की कठोरता से नहीं बल्कि मैट्रिक्स के साथ भराव के आसंजन और उस इंटरफ़ेस के थकान प्रतिरोध से निर्धारित होती है।
| कटाव पैरामीटर | वर्जिन पीटीएफई | एलुमिना-भरा हुआ पीटीएफई |
|---|---|---|
| कटाव संरक्षण तंत्र | विस्कोइलास्टिक ऊर्जा अवशोषण | भराव कण प्रभावों को रोकते हैं |
| फ़िलर-मैट्रिक्स इंटरफ़ेस | एन/ए (सजातीय) | तनाव एकाग्रता स्थल |
| सूक्ष्म-क्रैक आरंभ | धीमी (एकसमान सामग्री) | भराव सीमाओं पर त्वरित किया गया |
| उत्तेजित सिलिका घोल में क्षरण दर (सापेक्ष) | 1.0 (बेसलाइन) | 1.2-1.8× |
| 1,000 घंटे के बाद सतह की स्थिति | चिकना, एकसमान पहनावा | खुरदरे, भराव कण उजागर |
| गर्मी हस्तांतरण गुणांक स्थिरता | स्थिर (चिकनी सतह) | ख़राब (खुरदरी सतह) |
| रासायनिक प्रतिरोध | उत्कृष्ट | यदि एसिड भराव पर हमला करता है तो समझौता करें |
रसायन -फिलर इंटरेक्शन
एल्युमिना रासायनिक रूप से कई एसिड के प्रति प्रतिरोधी है लेकिन कुछ सामान्य प्रक्रिया समाधानों द्वारा इस पर हमला किया जाता है। फॉस्फोरिक एसिड घोल में, एल्यूमिना धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करके एल्यूमीनियम फॉस्फेट बनाता है। क्षारीय घोल में, एल्यूमिना एल्युमिनेट के रूप में घुल जाता है। ट्यूब की सतह पर भराव कणों पर रासायनिक हमला उन्हें हटा देता है, जिससे पीटीएफई सतह में गड्ढे रह जाते हैं। गड्ढे तनाव को केंद्रित करते हैं और यांत्रिक क्षरण को तेज करते हैं।
यहां तक कि रासायनिक रूप से सौम्य घोल में भी, सतह पर भराव कणों का संपर्क {{0}जो तब होता है जब पीटीएफई मैट्रिक्स थोड़ा नष्ट हो जाता है {{1}सतह खुरदरापन पैदा करता है। खुरदरी सतह तरल पदार्थ के खिंचाव को बढ़ाती है और बाहरी ताप हस्तांतरण गुणांक को कम करती है। एल्यूमिना से भरी ट्यूब का ताप स्थानांतरण प्रदर्शन समय के साथ कम हो जाता है, भले ही क्षरण दर कम हो।
वर्जिन पीटीएफई समान रूप से नष्ट हो जाता है। सतह चिकनी रहती है. गर्मी हस्तांतरण गुणांक ट्यूब के पूरे सेवा जीवन के दौरान स्थिर रहता है।
आवेदन मार्गदर्शन
रासायनिक रूप से आक्रामक घोल सेवा के लिए {{0}फॉस्फोरिक एसिड, अम्लीय खदान पानी, कास्टिक घोल {{1}वर्जिन पीटीएफई पसंदीदा सामग्री है। भरे हुए ग्रेड में एल्यूमिना फिलर पर रासायनिक हमला किसी भी घर्षण प्रतिरोध लाभ को नकार देता है और गिरावट को तेज कर सकता है।
मध्यम तापमान पर रासायनिक रूप से सौम्य, अत्यधिक अपघर्षक घोल के लिए, एल्युमिना से भरा हुआ पीटीएफई बेहतर घिसाव जीवन प्रदान कर सकता है यदि भराव अच्छी तरह से मैट्रिक्स से जुड़ा हुआ है और कण प्रभाव ऊर्जा भराव की क्षमता के भीतर है। घोल सेवा के लिए भरे हुए पीटीएफई को निर्दिष्ट करने से पहले साइट विशेष परिस्थितियों में परीक्षण की सिफारिश की जाती है।
सारांश
वर्जिन पीटीएफई हीट एक्सचेंजर ट्यूब अक्सर हिलाए गए घोल टैंकों में भरे एल्यूमिना {{0} से मेल खाते हैं या उससे बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि फिलर {{1} मैट्रिक्स इंटरफ़ेस कण प्रभाव के तहत त्वरित सूक्ष्म दरार दीक्षा की साइट बन जाता है, और क्योंकि अम्लीय या क्षारीय घोल में फिलर पर रासायनिक हमले से फिलर कण हट जाते हैं और सतह खुरदरी हो जाती है। वर्जिन पीटीएफई की सजातीय संरचना धीरे-धीरे और समान रूप से नष्ट हो जाती है, जिससे एक चिकनी सतह और स्थिर गर्मी हस्तांतरण बना रहता है। विशिष्ट प्रक्रिया शर्तों के तहत भराव के रासायनिक प्रतिरोध और मैट्रिक्स के लिए भराव के आसंजन दोनों की पुष्टि के बाद ही भरे हुए पीटीएफई को घोल सेवा के लिए निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।
अपघर्षक घोल अनुप्रयोगों में पीटीएफई सामग्री चयन के लिए इंजीनियरिंग समर्थन घोल संरचना, कण आकार और कठोरता, ठोस एकाग्रता, आंदोलन तीव्रता और ऑपरेटिंग तापमान प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
