การย่อยสลายตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงประกอบที่ถูกกระตุ้นโดย-กรดผสมเข้มข้นที่มีองค์ประกอบหลายตัว
PCB desmear การแกะสลักแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ และถังดองโลหะใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบกรดผสมที่ประกอบด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก กรดไนตริก กรดซัลฟูริก และกรดฟอสฟอริก หลังจากการผลิตตามรอบ-เป็นเวลานาน ไอระเหยของกรดระเหยจะควบแน่นบนพื้นผิวเครื่องทำความร้อน PTFE และการระเหยของของเหลวจะทิ้งฟิล์มสารประกอบกรดผสมที่มีความเข้มข้นสูงไว้บนผนังท่อ ซึ่งแตกต่างจากสารละลายกรดเจือจางเดี่ยว กรดผสมเข้มข้นก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่เสริมฤทธิ์กัน-ภายใต้การให้ความร้อน ไอออนของกรดหลายตัวร่วมกันกระตุ้นการแตกหักของสายโซ่โมเลกุลของฟลูออโรโพลีเมอร์ ทำให้เกิดการชอล์กบนพื้นผิวท่อ-ที่สม่ำเสมอ รูพรุนขนาดเล็ก- และผนังบางลงเรื่อยๆ การทดสอบอายุโดยเปรียบเทียบในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าเครื่องทำความร้อนที่ทำงานกับอ่างกรดผสมที่เจือจางเป็นประจำจะรักษาอายุการใช้งานที่มั่นคงไว้ที่ 18–24 เดือน ในขณะที่เครื่องทำความร้อนที่สัมผัสกับกรดผสมเข้มข้นในระยะยาว-จะเกิดความเสียหายจากการกัดกร่อนเต็มช่วงภายใน 10 เดือน บทความนี้อธิบายกลไกการย่อยสลายของการกัดกร่อนของกรดผสมแบบผสม วิเคราะห์ข้อดีทางวิศวกรรมหลัก-ระหว่างรอบการให้บริการอ่างกรดผสมแบบขยายและการป้องกันการกัดกร่อนของ-เครื่องทำความร้อน และให้มาตรฐานการจับคู่เครื่องทำความร้อนที่ต้านทาน-กรด{17}}แบบแบ่งเกรด
การแลกเปลี่ยนทางวิศวกรรมหลัก-ระหว่างรอบบริการอ่างลองและความต้านทานการกัดกร่อน
การขยายรอบการให้บริการอ่างกรดผสมจะช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนสารเคมีและต้นทุนการบำบัดของเหลวเสีย แต่การสะสมกรดเข้มข้นหลาย-อย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบเร่งปฏิกิริยาที่เสริมฤทธิ์กัน ซึ่งจะทำให้แจ็คเก็ต PTFE เสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว การดำเนินการเจือจางอ่างบางส่วนและการปล่อยของเหลวเสียเป็นระยะๆ จะควบคุมความเข้มข้นของไอออนของกรดผสมภายในเกณฑ์ที่ปลอดภัย แต่จะเพิ่มการใช้สารเคมี และจำเป็นต้องปิดการผลิตชั่วคราวเพื่อปรับของเหลว เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ขึ้นรูปแบบมาตรฐานที่ไม่มีการดัดแปลงมีความต้านทานปานกลางต่อกรดเจือจางเดี่ยว โดยไม่มีการรักษาเสถียรภาพของลิงก์-ข้ามความหนาแน่นสูง- ปฏิกิริยาเสริมฤทธิ์กันของไอออนของกรดเข้มข้นหลายตัวแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างขนาดเล็ก-ของพื้นผิวได้อย่างง่ายดาย และทำให้เกิดการเปราะของฟลูออโรโพลีเมอร์ทรงกลม-ที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้
ระดับความเข้มข้นของกรดผสม และตารางความเสี่ยงการกัดกร่อนของฮีตเตอร์แบบแช่ PTFE
| เกรดความเข้มข้นของกรดผสมตกค้าง | เวลาเปิดรับแสงฟิล์มกรดเข้มข้นต่อเนื่องรายวัน | ความเร็วในการสะสมการกัดกร่อนของคอมโพสิต | อายุการใช้งานเฉลี่ยที่มั่นคง | แนะนำแบบผสม-โครงสร้างเครื่องทำความร้อนแบบทนกรด |
|---|---|---|---|---|
| ความเข้มข้นต่ำ เจือจางการอาบน้ำทุกสัปดาห์ | สัมผัสสารตกค้างที่เป็นกรดผสมน้อยกว่าหรือเท่ากับ 3 ชั่วโมงต่อวัน | การเปลี่ยนสีพื้นผิวด้านจาง ๆ ช้าๆ | 17–23 เดือน | เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แบบมาตรฐาน |
| ความเข้มข้นปานกลาง ต่ออายุของเหลวบางส่วนรายปักษ์ | การครอบคลุมฟิล์มกรดหลาย-ต่อเนื่องนาน 3–7 ชั่วโมง | การขยายตัวของหลุมขนาดเล็ก-ที่สม่ำเสมอปานกลางทั่วพื้นผิวท่อ | 11–15 เดือน | เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แบบผสม-แบบผสม-ขนาดกลางที่มีความต้านทานต่อกรด- |
| ความเข้มข้นอิ่มตัวสูง -ไม่-ต่ออายุในระยะยาว | การเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดเสริมฤทธิ์อย่างต่อเนื่องนานกว่า 7 ชั่วโมง | ลอกเปราะเร็ว & ผนังท่อบางลงเต็ม | 4–9 เดือน | เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE แบบครอสโอเวอร์-แบบไร้รอยต่อ-ผนังกรด-ที่มีความเสถียรสูง |
กลไกการย่อยสลายการกัดกร่อนแบบเสริมฤทธิ์ด้วยกรดผสม
ไอของกรดผสมจะควบแน่นบนพื้นผิวเครื่องทำความร้อนระหว่างการทำงาน และการระเหยของน้ำจะทำให้ฟลูออไรด์ ไนเตรต ซัลเฟต และฟอสเฟตไอออนเข้มข้นพร้อมกันบนชั้นนอกของ PTFE ภายใต้อุณหภูมิการให้ความร้อนอย่างต่อเนื่อง อนุมูลของกรดต่างๆ จะก่อให้เกิดผลในการเร่งปฏิกิริยาร่วมกัน ได้แก่ ฟลูออไรด์ ไอออนทำให้พันธะเคมีของ C-F อ่อนลง กรดไนตริกที่ออกซิไดซ์จะสร้างอนุมูลอิสระที่มีพลังงานสูง- และกรดซัลฟิวริก-จะก่อให้เกิดการสะสมตัวของเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหนาแน่น ซึ่งจะกักเก็บกรดที่ตกค้างบนพื้นผิวท่อ ปัจจัยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลายอย่างทำงานร่วมกันเพื่อกัดเซาะหลุมขนาดเล็ก-ที่มีความหนาแน่นเท่ากันทั่วทั้งบริเวณที่จมอยู่ใต้น้ำ วงจรการทำความเย็น-การให้ความร้อนซ้ำๆ จะขยาย-ข้อบกพร่องระดับจุลภาคที่เกิดจากกรด-ให้กว้างขึ้น ของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลาย-ไอออนจะซึมลึกเข้าไปในช่องหลุมและบุกรุกช่องว่างระหว่างปลอกหุ้ม PTFE ภายนอกและฉนวนภายใน ตลอดการเปลี่ยนแปลงการผลิตที่ต่อเนื่อง เกลือกรดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะสะสมอยู่ภายในชั้นฉนวนไฟเบอร์ ทำให้เกิดช่องทางการรั่วไหลอย่างถาวร ซึ่งจะลดความต้านทานของฉนวนโดยรวมลงอย่างต่อเนื่อง การกัดกร่อน-พื้นผิวที่ขรุขระจะดูดซับไอของกรดผสมและเกลือแข็งที่ตกตะกอนมากขึ้นในการผลิตในภายหลัง ทำให้เกิด-วงจรขยายในตัวเองของการกัดกร่อนที่เสริมฤทธิ์กันรุนแรงขึ้นและฮอตสปอตความร้อนเกินพิกัด ความเสียหายจากการกัดกร่อนจะกระจายเท่าๆ กันในส่วนท่อที่จมอยู่ใต้น้ำทั้งหมด โดยจะเกิดการบางลงอย่างรุนแรงที่ขอบเขตอากาศของของเหลว- ซึ่งการควบแน่นของไอกรดจะรวมตัวกันอย่างหนาแน่น
อันตรายจากการผลิตที่เกิดจากการกัดกร่อนของคอมโพสิตกรดผสม
การเจาะ-กรดไมโคร-แบบผสมสม่ำเสมอจะค่อยๆ ลดความต้านทานของฉนวน ทำให้เกิดการปิดเครื่องป้องกันการรั่วไหลบ่อยครั้ง- และขัดขวางตารางการประมวลผลแบบแบตช์ของเซมิคอนดักเตอร์และ PCB ที่ต่อเนื่อง ตะกอนเกลือที่ติดอยู่ในหลุมกัดกร่อนทำให้เกิดความร้อน-เป็นฉนวนชั้นที่เปรอะเปื้อนและจุดร้อนถาวร เร่งการสลายตัวของสารเติมแต่งสำหรับอาบน้ำ และเพิ่มต้นทุนการเติมสารเคมีรายเดือนอย่างรวดเร็ว การทำให้ผนังบางเฉียบทั้งหมด-แบบค่อยเป็นค่อยไปในที่สุดจะสร้างรูท่อที่เจาะเข้าไป ทำให้เกิดการสัมผัสโดยตรงระหว่างลวดทำความร้อนภายในกับของเหลวกรดผสมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และทำให้เกิดการ-เครื่องทำความร้อนที่ลัดวงจรอย่างกะทันหัน ชิ้นส่วน PTFE ที่เปราะเป็นสะเก็ดจากพื้นผิวที่สึกกร่อนจะปนเปื้อนแผ่นเวเฟอร์และแผงวงจรที่มีความแม่นยำ ส่งผลให้เกิดการกัดลึกที่ไม่สม่ำเสมอและอนุภาค-ถูกคัดออกที่เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์
โซลูชันการควบคุมความเข้มข้นของกรดผสมและการจับคู่อย่างช้าๆ
ถังกัดกรดผสมความเข้มข้นต่ำ-พร้อมการบำบัดการเจือจางรายสัปดาห์สามารถใช้เครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบมาตรฐานได้ ทดสอบความเข้มข้นของไอออนของกรดหลาย-ทุกสัปดาห์ และเติมสารละลายเจือจางใหม่เพื่อลดการสะสมของความเข้มข้นที่ตกค้าง ไลน์ Desmear PCB กึ่ง-ต่อเนื่องที่มีการสะสมกรดผสมปานกลาง เลือกตัวทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบผสม-ขนาดกลางที่มีขนาดกะทัดรัด-กรด- สิ่งกีดขวางโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันแบบกากบาทหนาแน่น-จะบล็อกการแทรกซึมของไอออนของกรดคอมโพสิตได้ลึก และชะลอการลุกลามของรูพรุนบนพื้นผิวที่สม่ำเสมอ. 24-ถังดองเวเฟอร์ซิลิคอนต่อเนื่องหนึ่งชั่วโมงที่มีกรดผสมเข้มข้นอิ่มตัวจะต้องติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE -เชื่อมโยงที่มีความหนา-ผนังกรด-ที่มีความเสถียรสูง ฟลูออโรโพลีเมอร์เสริมแรงที่มีความเสถียรพร้อมจะต้านทานการพังทลายของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เสริมฤทธิ์กันของอนุมูลกรดหลายชนิดภายใต้การให้ความร้อน{14}}ในระยะยาว กฎการจัดการกรดผสมเสริม: ติดตั้งปล่องไอเสียที่มีประสิทธิภาพเหนือถังเพื่อลดการควบแน่นของไอกรดบนเครื่องทำความร้อน ใช้วงจรการระบายน้ำและการเจือจางบางส่วนตามกำหนดเวลา ทำการชะล้างแบบเป็นกลางที่มีความเข้มข้นต่ำ-เป็นประจำเพื่อละลายกากเกลือที่เป็นกรดที่ผสมอยู่บนพื้นผิว
บทสรุป
การเปราะก่อนกำหนดของหลอด-เต็มและการทำให้ผนังบางลงของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ในถังแปรรูปกรดผสมมีต้นกำเนิดมาจากการกัดกร่อนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาที่เสริมฤทธิ์กันของไอออนของกรดเข้มข้นหลายตัวภายใต้การให้ความร้อน ทับด้วยความเครียดจากความร้อนแบบแห้งแบบไซคลิก- จากฟิล์มกรดควบแน่น แทนที่จะเป็นการกัดกร่อนของกรดเจือจางเดี่ยวๆ PTFE มาตรฐานที่ไม่-เชื่อมโยง-แบบธรรมดาขาดการรักษาเสถียรภาพของกรดที่มีความหนาแน่นสูง- และการเสริมผนังที่หนาขึ้นเพื่อทนต่อการโจมตีด้วยกรดผสมที่มีองค์ประกอบหลาย-ในระยะยาว การใช้โปรโตคอลควบคุมการเจือจางในการอาบน้ำและไอไอเสียแบบปกติ ซึ่งจับคู่กับโครงสร้างเครื่องทำความร้อนแบบผนังหนา-ที่เชื่อมโยงด้วยกรด- ทน- ที่ทนกรด ซึ่งตรงกับความรุนแรงของความเข้มข้นของกรดผสม สามารถยับยั้งการเกิด-การเกิดหลุมขนาดเล็ก-ในหลอดขนาดเล็กและการทำให้ผนังการกัดกร่อนบางลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความหนาแน่นของลิงก์ข้าม-แบบกำหนดเองและพารามิเตอร์การรักษาพื้นผิวขนาดกะทัดรัดสามารถออกแบบตามองค์ประกอบของสูตรกรดผสม เพื่อรักษาประสิทธิภาพการทำความร้อนที่เสถียรเหมือนเดิมสำหรับถังแปรรูป-กรดกัดที่แม่นยำหลายกรด

