PTFE ir didelio{0}}metalinio lydinio šildymo vamzdžiai: kuris ilgainiui sutaupo daugiau?

Karštos rūgšties aptarnavimui yra dvi galimybės: PTFE šildymo vamzdis arba Hastelloy vamzdis. Abu yra brangūs. PTFE yra universalus rezistorius, tačiau jo temperatūros riba yra žemesnė. Hastelloy gali atlaikyti aukštesnę temperatūrą, bet vis tiek gali korozuoti kai kuriose rūgštyse. Kaip apskaityti visas nuosavybės išlaidas, kaip dažnai turime jį taisyti ir kiek prastovos turėsime?
Pačiomis sudėtingiausiomis drėgno{0}apdorojimo sąlygomis – stipria druskos rūgštimi 90 laipsnių temperatūroje, mišriose-rūgštinėse ėsdinimo medžiagose puslaidininkinėse linijose arba karštose vandenilio fluorido rūgšties vonelėse – sprendimas pirkti atrodo dviejų aukščiausios kokybės medžiagų lošimas. Nerūdijantis plienas tiesiog ištirpsta priešiškų paslaugų metu ir dėl šios priežasties aukštos kokybės nikelio lydiniai, tokie kaip Incoloy, Hastelloy ir Monel, buvo pirmenybė jau daugelį metų. Ptfe-dengti arba Ptfe-apvalkali šildytuvai yra beveik visiškai inertiški. Tačiau esminis klausimas yra ne tai, kuri medžiaga šiandien kainuoja pigiau, o kuri iš jų išlaikys gamyklą su mažiausiomis sąnaudomis per nepertraukiamos eksploatacijos metus.
Metalurginė kokybė yra tikslinga, o aukšto{0}} legiruotų metalų kaina yra aukštesnė. Pavyzdžiui, Hastelloy C-276 labai gerai redukuoja rūgštis, tokias kaip druskos ir sieros, dėl didelio molibdeno ir chromo kiekio, kuris stabilizuoja pasyvų oksido sluoksnį esant žemam pH ir stipriam chlorido poveikiui. „Incoloy 825“ yra atsparus oksidacijos sąlygoms ir aukštai temperatūrai, kai prastesnės kokybės nerūdijantis plienas yra jautrus įtrūkimams ir įtempiams{8}}korozijai. Monel 400 vis dar yra vandenilio fluorido rūgšties ir šarminių chloridų standartas nikelio{13}}vario matricoje. Šie lydiniai suteikia mechaninį tvirtumą, kurio PTFE negali. Jie gali ištverti didelį vidinį slėgį, vibraciją ir kartais mechaninį pažeidimą be iškraipymų. Visų pirma, jie gali gerai veikti esant 400-600 laipsnių ir aukštesnei temperatūrai, todėl būtini, kai proceso skysčius reikia pašildyti gerokai virš vandens virimo temperatūros arba kai sistemos su garų apvalkalu pakeičiamos elektriniais panardinamaisiais šildytuvais. Jie taip pat turi geresnį šilumos laidumą, o tai reiškia greitesnį įkaitimą ir kompaktiškesnį dizainą.

Tačiau joks lydinys nėra nepažeidžiamas visur. Mišriose rūgštyse, kuriose yra fluoridų, arba tais atvejais, kai cheminė sudėtis keičiasi laikui bėgant, net Hastelloy gali būti paveiktas vietinės atakos, tarpkristalinės korozijos arba chlorido įtempių įtrūkimų. Gedimo režimas yra klastingas, vamzdis palaipsniui plonėja, susidaro duobės ir galiausiai atsiranda nuotėkio, dažnai po 18–36 eksploatavimo mėnesių. Kiekvienas pakeitimas apima bako ištuštinimą, suvirinimą arba flanšavimą į naują įrenginį ir prarandamo našumo dienas. Tačiau lydiniai yra sunkūs, todėl didėja siuntimo ir montavimo išlaidos, o dėl didelės nikelio koncentracijos žaliavų kainos kinta.
Tačiau PTFE imasi priešingos krypties. Jo anglies pagrindas yra visiškai fluorintas, todėl jo paviršius yra chemiškai inertiškas beveik visoms rūgštims, šarmams, oksidatoriams ir tirpikliams, naudojamiems šlapio apdorojimo metu. Nėra pasyvaus sluoksnio, kuris suardytų Neišsiplovęs metalo jonai PTFE visiškai nepablogėja, esant iki 200-230 laipsnių maksimaliai apvalkalo temperatūrai. Šildymo vamzdis yra tvirtas ir elektra izoliuotas daugelį metų. Dėl mažo tankio visa sistema yra lengvesnė ir lengviau valdoma. Medžiagos lankstumas sugeria šiluminio plėtimosi jėgas, kurios vargintų standų metalinį vamzdį. Elektros izoliacinės savybės yra puikios ir nėra galimybės sekti arba trumpinti net tada, kai ant paviršiaus susidaro kondensatas.
Akivaizdžiausias PTFE apribojimas yra temperatūros lubos. Virš 230 laipsnių polimeras pradeda silpti ir galiausiai suyra, išskirdamas dūmus ir prarasdamas struktūrinį vientisumą. Mechaninis atsparumas taip pat yra silpnesnis, PTFE vamzdžiai gali būti sugadinti dėl aštrių smūgių ar per didelio išorinio slėgio, tačiau dabartinės sustiprintos konstrukcijos padeda tai sumažinti. Dauguma korozinių vonių - puslaidininkių ėsdinimo, anodavimo, beelektrinio dengimo, cheminio frezavimo - veikia daug žemiau 180 laipsnių šildytuvo paviršiuje, tvirtai PTFE vietoje.
Kai inžinieriai skaičiuoja, PTFE dažnai išeina į priekį kovojant su bendromis nuosavybės sąnaudomis agresyviose paslaugose. Hastelloy panardinamasis šildytuvas gali būti 30–50 % brangesnis po pirmojo įsigijimo nei PTFE, bet vis tiek jį reikia keisti kas dvejus ar trejus metus, kai naudojama ribinė chemija. "Paprastai PTFE įrenginiai teikia 5–10 metų be nuotėkio paslaugą. Sutaupoma dėl trumpesnės prastovos, mažiau darbo keičiant- ir mažesnę metalo-jonų užteršimo riziką, kuri gali sugadinti didelės-vertės produktų partijas. Ilgalaikis PTFE sutaupymas, kai reikia pakeisti PTFE, dažnai atsiranda dėl to, kad nepakenks.
Labai{0}}leiruoti metalai yra tarsi specialiosios pajėgos – labai pajėgūs atlikti specifines misijas, tačiau brangūs ir ne universalūs. PTFE yra tarsi cheminis skydas – visur, bet su temperatūros riba. Naudokite didelio -lydinio metalą, kai proceso temperatūra visada yra aukštesnė nei 200 laipsnių, kai dėl slėgio linijoje reikia sunkios sienos konstrukcijos arba kai šildytuvą mechaniškai veikia maišytuvai arba sunkūs ruošiniai. Tais laikais lydinys yra pakankamai stiprus ir atsparus karščiui, kad pateisintų investicijas. PTFE naudojamas, kai skystis yra gana atšiaurių - mišrių rūgščių, fluoridų ar karšto vandenilio chlorido -, o vonios temperatūra yra žemesnė nei 200 laipsnių. Daugelis augalų dabar naudoja hibridinę techniką. Virš sudrėkinto kaitinimo elemento uždedamas PTFE apvalkalas bendrai apsaugai nuo korozijos; nepaisant to, naudojami metaliniai vidiniai komponentai arba atraminės konstrukcijos, kad būtų užtikrintas mechaninis vientisumas ir esant reikalui aukštesnė temperatūra.
Gedimų režimai toliau paaiškina sprendimą. Metalų lydiniai apie jų pabaigą rodo akivaizdžią koroziją, susilpnėjimą arba įtempių įtrūkimų susidarymą, dėl kurių gali atsirasti staigių nuotėkių ir susirūpinti sauga. Pagrindinis PTFE gedimas yra terminis: jei netyčia įkaista virš ribos, apvalkalas išsilydo arba susidaro pūslės, nors įvykis paprastai yra sulaikomas ir nepraleidžia metalo jonų ar skeveldrų.
Galų gale, PTFE šildymo vamzdžiai yra patrauklus vertės pasiūlymas korozinėms reikmėms neviršijant jų temperatūros ribos, paprastai išlaikant aukštą -legiruotų metalų naudojimą mažesne bendra kaina. Didelio -lydinio metalai vis dar reikalingi esant ekstremalioms temperatūroms ar slėgiui, tačiau daugeliui korozinių medžiagų kaitinant PTFE yra nebrangesnis ir patvaresnis sprendimas. Gamykla, kuri perka tik už pirmą kainą, ir toliau rašys pirkimo užsakymus. Tas, kuris skaičiuoja metų eksploatavimo laiką, grynumą ir techninę priežiūrą, standartuos PTFE, kur tik leidžia chemija, ir ateinantiems metams sumokės veiklos biudžeto skirtumą.