Inženir kemičnega obrata je pregledal seznam procesnih kopeli in postavil preprosto vprašanje: katera od teh lahko uporablja potopni grelnik PTFE in katera ne? Seznam je vključeval žveplovo kislino, klorovodikovo kislino, dušikovo kislino, fluorovodikovo kislino, natrijev hidroksid, kromovo kislino, topila in nekaj posebnih formulacij. Odgovor ni bil preprost da ali ne za vsakega. PTFE je odporen na večino teh kemikalij v večini pogojev. Toda v določenih okoljih je PTFE napačna izbira in njegova uporaba povzroči prezgodnjo okvaro.
PTFE je pogosto opisan kot univerzalno kemično odporen. Ta opis je točen za veliko večino industrijskih kemij. Vendar ni absolutno. Obstajajo tri kategorije okolij, kjer potopnih grelnikov iz PTFE ne bi smeli uporabljati: staljene alkalijske kovine, elementarni fluor in nekatere visoko{3}}temperaturne kombinacije jedkih in oksidantov.
Staljene alkalijske kovine
Staljeni natrij, kalij in litij burno reagirajo s PTFE. Reakcija defluorira polimer, sprošča toploto in ustvarja nevarno stanje. To ni postopna razgradnja-je hitra, eksotermna reakcija, ki lahko uniči grelec v nekaj sekundah.
Staljene alkalijske kovine niso običajne pri galvanizaciji ali kemični obdelavi, vendar se uporabljajo v nekaterih posebnih aplikacijah, vključno z nekaterimi jedrskimi in metalurškimi postopki. PTFE potopni grelniki niso primerni za ta okolja.
Elementarni fluor in močna sredstva za fluoriranje
Elementarni fluor napade PTFE pri povišanih temperaturah. Pri sobni temperaturi je reakcija počasna. Nad 100 stopinjami lahko fluor defluorira polimer, kar ustvari reaktivno površino in poškoduje ovoj. Klorov trifluorid in druga močna sredstva za fluoriranje imajo podobne učinke.
Fluor in sredstva za fluoriranje se uporabljajo v nekaterih polprevodniških in posebnih kemijskih procesih. V teh okoljih PTFE ni prava izbira. Namesto tega se pogosto uporabljajo potopni grelniki iz niklja ali monela.
| okolje | Temperatura | Napadni mehanizem | Primernost PTFE | Alternativni material |
|---|---|---|---|---|
| Staljeni natrij | >100 stopinj | Nasilna defluorizacija | Ni primerno | Nerjaveče jeklo, nikelj |
| Staljeni kalij | >100 stopinj | Nasilna defluorizacija | Ni primerno | Nerjaveče jeklo, nikelj |
| Elementarni fluor | >100 stopinj | Defluoriranje | Ni primerno | Nikelj, Monel |
| Klorov trifluorid | >50 stopinj | Defluoriranje | Ni primerno | Nikelj, Monel |
| Vroča koncentrirana jedka | >95 stopinj | Površinska defluorizacija | Obrobno – ni primerno | Titan, 316L |
| Vroča koncentrirana dušikova kislina | >100 stopinj | Oksidacija | Obrobni | Silicijev karbid, titan |
Okolja, kjer PTFE potopni grelniki niso primerni
Vroča koncentrirana jedka pri ekstremnih temperaturah
PTFE je odporen na jedke raztopine pri zmernih temperaturah. Pri 60–70 stopinjah in koncentracijah pod 20 % je napad zanemarljiv. Pri 95 stopinjah in 25 % koncentraciji postane stopnja defluoriranja pomembna. Polimerna površina se razgradi in ovoj odpove v nekaj mesecih.
To ni absolutna prepoved-PTFE se lahko uporablja pri uporabi vroče jedke, če sta temperatura in koncentracija v mejah ali če se gostota v vatih zmanjša, da temperatura plašča ostane nizka. Toda na skrajnem koncu kavstičnega spektra PTFE ni prava izbira.
Vroče koncentrirane oksidativne kisline
PTFE je odporen na dušikovo in kromovo kislino pri zmernih temperaturah. Pri visokih koncentracijah in temperaturah nad 90–100 stopinj se hitrost oksidacije pospeši. Polimerna površina se razgradi in ovoj postane krhek.
V teh okoljih sta lahko primernejša silicijev karbid ali kremen. Kremen je odporen na dušikove in kromove kisline, ne pa tudi na alkalne pogoje. Silicijev karbid je odporen na oboje, vendar je dražji.
Topila pri visoki temperaturi
PTFE je pri sobni temperaturi odporen proti večini topil. Pri povišanih temperaturah topila z visoko afiniteto do polimera pronicajo hitreje. Klorirana in aromatična topila pri 60–70 stopinjah lahko prodrejo skozi ovoj v tednih ali mesecih.
PTFE ni prava izbira za visoko{0}}temperaturne topila. Primernejša sta kremen ali nerjavno jeklo, odvisno od topila in temperature.
Ko je PTFE obroben, ni prepovedan
Številna okolja niso dokončne prepovedi, ampak obrobni pogoji, kjer se življenjska doba PTFE skrajša. V to kategorijo spadajo vroče koncentrirane jedke, visoko{1}}temperaturne oksidativne kisline in agresivna topila. V teh okoljih se lahko PTFE uporablja s skrbnimi specifikacijami-nižjo gostoto v vatih, debelejšim plaščem in pogostim nadzorom-vendar bo življenjska doba krajša kot v milejših pogojih.
| okolje | Pogoj | Primernost PTFE | Opombe |
|---|---|---|---|
| natrijev hidroksid, 25% | 95 stopinj | Ni priporočljivo | Uporabite titan ali 316L |
| Natrijev hidroksid, 15% | 80 stopinj | Obrobni | Zmanjšajte vatno gostoto |
| dušikova kislina, 50% | 90 stopinj | Obrobni | Zmanjšajte vatno gostoto |
| Kromova kislina, 20% | 80 stopinj | Obrobni | Spremljajte izolacijsko upornost |
| Klorirano topilo | 60 stopinj | Ni priporočljivo | Uporabite kremen |
| Aromatično topilo | 70 stopinj | Ni priporočljivo | Uporabite kremen ali nerjavno jeklo |
Obrobna in prepovedana okolja za PTFE potopne grelnike
Ko standardni materiali ne ustrezajo aplikaciji
Nekatera kemična okolja so nezdružljiva s PTFE in tudi nezdružljiva z običajnimi alternativami. Kopel, ki se izmenjuje med kislino in alkalno ali ki vsebuje tako oksidante kot redukcijo, morda nima enega najboljšega materiala. V teh primerih bo morda potreben pristop po meri-drug polimer, posebna zlitina ali hibridna konstrukcija.
Konfiguracija PTFE potopnega grelnika po meri z nižjo gostoto vatov, debelejšimi ovoji in izboljšanim dostopom do pretoka razširja obseg PTFE v obrobna okolja. Postopek specifikacije zahteva kemijo kopeli, koncentracijo, temperaturo in zgodovino napak prejšnjih grelnikov. Za objekte z več procesnimi kopelmi ta-pristop, specifičen za aplikacijo, identificira, katere kopeli lahko uporabljajo PTFE in katere potrebujejo alternativo.
