एक प्लेटिंग शॉप इंजीनियर 25 डिग्री पर सल्फ्यूरिक एसिड एनोडाइजिंग स्नान के लिए एक प्रतिस्थापन पीटीएफई विसर्जन हीटर निर्दिष्ट कर रहा था। विक्रेता के संक्षारण चार्ट ने पीटीएफई को सभी सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता और तापमान में "उत्कृष्ट" के रूप में दिखाया। इंजीनियर ने हीटर का ऑर्डर दिया, इसे स्थापित किया और इसने तीन साल तक अच्छा प्रदर्शन किया। एक दूसरे इंजीनियर ने, एक अलग टैंक के लिए हीटर निर्दिष्ट करते हुए, उसी चार्ट का उपयोग किया और 90 डिग्री पर 50% सल्फ्यूरिक एसिड स्नान के लिए उसी हीटर का आदेश दिया। आठ माह में ही हीटर फेल हो गया। चार्ट ने कहा "उत्कृष्ट।" वास्तविकता अधिक सूक्ष्म थी.
संक्षारण चार्ट उपयोगी उपकरण हैं, लेकिन इन्हें अक्सर अत्यधिक सरलीकृत किया जाता है। वे सांद्रण और तापमान की विस्तृत श्रृंखला में सामग्रियों को उत्कृष्ट, अच्छा, निष्पक्ष या अनुशंसित नहीं मानते हैं। पारंपरिक अर्थों में पीटीएफई सल्फ्यूरिक एसिड में विघटित नहीं होता है -यह घुलता या संक्षारित नहीं होता है। लेकिन यह प्रवेश करता है, और प्रवेश दर एकाग्रता और तापमान पर निर्भर करती है। एक चार्ट जो पूरे सल्फ्यूरिक एसिड स्पेक्ट्रम में पीटीएफई को "उत्कृष्ट" के रूप में रेट करता है, वह पारगम्य मार्ग को नजरअंदाज करता है जो उच्च तापमान पर सेवा जीवन को सीमित करता है।
संक्षारण चार्ट को सही ढंग से कैसे पढ़ें
संक्षारण चार्ट एक प्रारंभिक बिंदु है, कोई विशिष्टता नहीं। यह बताता है कि क्या कोई सामग्री व्यापक परिस्थितियों में रसायन विज्ञान के साथ रासायनिक रूप से संगत है। यह नहीं बताता कि सामग्री कितने समय तक चलेगी, पारगमन दर क्या है, या विफलता तंत्र क्या होगा।
सल्फ्यूरिक एसिड में पीटीएफई के लिए, चार्ट की व्याख्या तापमान को ध्यान में रखकर की जानी चाहिए। कमरे के तापमान और मध्यम सांद्रता पर, PTFE अनिवार्य रूप से निष्क्रिय है। ऊंचे तापमान पर, पारगमन सीमित कारक बन जाता है। चार्ट अभी भी "उत्कृष्ट" कह सकता है क्योंकि पॉलिमर घुलता नहीं है, लेकिन नमी के प्रवेश और इन्सुलेशन विफलता के कारण सेवा जीवन सीमित हो सकता है।
| सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रण | तापमान | पीटीएफई रासायनिक प्रतिरोध | पारगमन दर | अपेक्षित सेवा जीवन |
|---|---|---|---|---|
| 10–30% | 25-50 डिग्री | उत्कृष्ट | बहुत कम | 5-10 वर्ष |
| 10–30% | 60-80 डिग्री | उत्कृष्ट | कम | 3-6 वर्ष |
| 30–50% | 25-50 डिग्री | उत्कृष्ट | कम | 4-8 वर्ष |
| 30–50% | 60-80 डिग्री | उत्कृष्ट | मध्यम | 2-4 साल |
| 50–70% | 25-50 डिग्री | उत्कृष्ट | मध्यम | 3-5 वर्ष |
| 50–70% | 60-90 डिग्री | उत्कृष्ट | उच्च | 1-3 वर्ष |
| >70% | 25-50 डिग्री | उत्कृष्ट | मध्यम-उच्च | 2-4 साल |
| >70% | 60-90 डिग्री | उत्कृष्ट | बहुत ऊँचा | 6-18 महीने |
एकाग्रता और तापमान द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में पीटीएफई प्रवेश और सेवा जीवन
सल्फ्यूरिक एसिड में पारगमन तंत्र
सल्फ्यूरिक एसिड पीटीएफई में प्रवेश करता है क्योंकि पानी और एसिड अणु पॉलिमर मैट्रिक्स के माध्यम से फैलते हैं। दर तापमान, सांद्रता और आवरण की मोटाई पर निर्भर करती है। कम तापमान और सांद्रता पर, पारगमन दर इतनी धीमी होती है कि हीटर वर्षों तक चलता है। उच्च तापमान और सांद्रता पर, दर तेज हो जाती है, और नमी महीनों के भीतर एमजीओ इन्सुलेशन तक पहुंच जाती है।
तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की वृद्धि पर पारगमन दर लगभग दोगुनी हो जाती है। यह अम्ल सांद्रता के साथ भी बढ़ता है, हालाँकि यह संबंध रैखिक नहीं है। 50% सांद्रता पर, समान तापमान पर 20% की तुलना में पारगम्य दर दो से तीन गुना अधिक हो सकती है।
म्यान की मोटाई प्रसार पथ की लंबाई प्रदान करती है। 2.5 मिमी म्यान को प्रवेश करने में 1.5 मिमी म्यान की तुलना में अधिक समय लगता है। लेकिन एक मोटा आवरण तापीय प्रतिरोध जोड़कर आवरण का तापमान भी बढ़ा देता है, जिससे पारगमन दर बढ़ जाती है। इष्टतम मोटाई इन प्रभावों को संतुलित करती है।
चार्ट आपको क्या नहीं बताता
संक्षारण चार्ट आपको यह नहीं बताता:
आपके विशिष्ट तापमान और एकाग्रता पर पारगमन दर
आपके एप्लिकेशन में अपेक्षित सेवा जीवन
पारगम्यता पर म्यान की मोटाई का प्रभाव
शीथ तापमान और पारगम्यता पर वाट घनत्व का प्रभाव
गर्मी हस्तांतरण और आवरण तापमान पर प्रवाह की स्थिति का प्रभाव
ये कारक निर्धारित करते हैं कि पीटीएफई हीटर दो साल या दस साल तक चलता है या नहीं। चार्ट एक स्क्रीनिंग टूल है. विनिर्देश के लिए अधिक विस्तृत विश्लेषण की आवश्यकता है।
सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए व्यावहारिक चयन चरण
स्नान की वास्तविक सांद्रता और तापमान सीमा निर्धारित करें। सामान्य ऑपरेशन के दौरान होने वाली उच्चतम सांद्रता और तापमान का उपयोग करें, औसत का नहीं।
तापमान और सांद्रता से पारगमन दर का अनुमान लगाएं। यदि अपेक्षित सेवा जीवन तीन वर्ष से कम है, तो कम वाट घनत्व, एक मोटा आवरण, या एक अलग सामग्री पर विचार करें।
वाट क्षमता और सुरक्षित वाट घनत्व से आवश्यक सतह क्षेत्र की गणना करें। 60-80 डिग्री पर सल्फ्यूरिक एसिड में, 1.0-1.2 डब्ल्यू/सेमी² का वाट घनत्व म्यान तापमान को एक सीमा के भीतर रखता है जो पारगम्यता को सीमित करता है।
म्यान की मोटाई पर विचार करें. 2.0-2.5 मिमी म्यान एक लंबा पारगम्य पथ प्रदान करता है लेकिन थर्मल प्रतिरोध जोड़ता है। 1.5-2.0 मिमी म्यान थर्मल प्रतिरोध को कम करता है लेकिन पारगम्य पथ को छोटा कर देता है। इष्टतम तापमान और आवश्यक सेवा जीवन पर निर्भर करता है।
स्थापना के बाद इन्सुलेशन प्रतिरोध की निगरानी करें। महीनों में क्रमिक गिरावट से संकेत मिलता है कि पारगमन प्रगति कर रहा है। एक स्थिर रीडिंग इंगित करती है कि हीटर सुरक्षित सीमा के भीतर काम कर रहा है।
| चयन पैरामीटर | कम-अस्थायी सेवा (<50°C) | मध्यम -अस्थायी सेवा (50-70 डिग्री) | उच्च-अस्थायी सेवा (70-90 डिग्री) |
|---|---|---|---|
| वाट घनत्व | 1.4-1.6 डब्ल्यू/सेमी² | 1.0-1.3 डब्ल्यू/सेमी² | 0.8-1.0 डब्लू/सेमी² |
| म्यान की मोटाई | 1.5-2.0 मिमी | 2.0-2.5 मिमी | 2.5-3.0 मिमी |
| 5 किलोवाट के लिए सतह क्षेत्र | 3,100–3,600 सेमी² | 3,800–5,000 सेमी² | 5,000-6,250 सेमी² |
| अपेक्षित सेवा जीवन | 5-10 वर्ष | 3-5 वर्ष | 1.5-3 वर्ष |
सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए पीटीएफई विसर्जन हीटर विनिर्देश पैरामीटर
जब चार्ट "उत्कृष्ट" कहता है लेकिन हीटर विफल हो जाता है
एक हीटर जो चार्ट रेटिंग के बावजूद सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में समय से पहले विफल हो जाता है, आमतौर पर पारगमन द्वारा सीमित होता है, रासायनिक हमले से नहीं। पॉलिमर बरकरार है. इन्सुलेशन प्रतिरोध में गिरावट आई है. विफलता विद्युतीय है, रासायनिक नहीं।
समाधान यह है कि म्यान के तापमान को कम करके, म्यान की मोटाई बढ़ाकर, या दोनों द्वारा पारगम्य दर को कम किया जाए। कम वाट घनत्व म्यान तापमान को कम कर देता है। एक मोटा आवरण पारगमन पथ को बढ़ाता है। साथ में, वे नमी के एमजीओ तक पहुंचने से पहले का समय बढ़ाते हैं।
कम वाट घनत्व, मोटी शीथ और बड़े सतह क्षेत्रों के साथ एक कस्टम पीटीएफई विसर्जन हीटर कॉन्फ़िगरेशन उच्च तापमान सल्फ्यूरिक एसिड सेवा को संबोधित करता है जहां मानक हीटर समय से पहले विफल हो जाते हैं। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए एसिड सांद्रता, ऑपरेटिंग तापमान, टैंक आयाम और आवश्यक वाट क्षमता की आवश्यकता होती है।
