เหตุใดเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานจึงต้องมีการทดสอบความเข้ากันได้ของของไหล

โรงงานเคมีแห่งหนึ่งได้สั่งซื้อเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานเพื่อใช้เป็นสูตรทำความสะอาดที่เป็นกรรมสิทธิ์ สูตรประกอบด้วยส่วนผสมของสารลดแรงตึงผิว สารคีเลต และตัวทำละลายที่มีฟลูออริเนตความเข้มข้นเล็กน้อย เครื่องทำความร้อนได้รับการออกแบบสำหรับอุณหภูมิและความหนาแน่นของวัตต์ที่ระบุ มันล้มเหลวหลังจากผ่านไปหกสัปดาห์ เปลือก PTFE แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวอ่อนตัวลงและเกิดการแตกร้าวขนาดเล็ก และความต้านทานของฉนวนลดลงเหลือ 4 MΩ สูตรที่เป็นกรรมสิทธิ์ประกอบด้วยส่วนประกอบที่แทรกซึมและทำให้ PTFE ลดลงเร็วกว่าข้อมูลความเข้ากันได้มาตรฐานที่คาดการณ์ไว้

แผนภูมิความเข้ากันได้ของสารเคมีมาตรฐานครอบคลุมสารเคมีทางอุตสาหกรรมทั่วไป-กรด เบส ตัวทำละลาย และออกซิไดเซอร์ ไม่ครอบคลุมถึงสูตรผสม ของผสม หรือสตรีมกระบวนการที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งมีสารปนเปื้อนที่ไม่ทราบสาเหตุ สำหรับสิ่งเหล่านี้ เครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานจำเป็นต้องมีการทดสอบความเข้ากันได้ของของเหลวก่อนที่จะนำไปให้บริการ

เหตุใดแผนภูมิมาตรฐานจึงไม่เพียงพอ

แผนภูมิความเข้ากันได้จะให้คะแนนวัสดุว่าดีเยี่ยม ดี ยุติธรรม หรือไม่แนะนำสำหรับสารเคมีชนิดใดชนิดหนึ่ง การให้คะแนนจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน-โดยทั่วไปคืออุณหภูมิแวดล้อมและระยะเวลาการสัมผัสที่กำหนด ไม่ได้คำนึงถึงอุณหภูมิ ความเข้มข้น และระยะเวลาในการใช้งานจริง

สูตรที่เป็นเอกสิทธิ์อาจมีส่วนประกอบหลายอย่าง โดยแต่ละองค์ประกอบมีผลกระทบต่อ PTFE ในตัวมันเอง การรวมกันอาจรุนแรงกว่าส่วนประกอบเดี่ยวใดๆ แผนภูมิไม่มีรายการสำหรับการรวมกัน

กระแสกระบวนการอาจมี-ไอออนของโลหะ กากอินทรีย์ หรือผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว-ที่ปนเปื้อนซึ่งเร่งการซึมผ่านหรือออกซิเดชัน สารปนเปื้อนเหล่านี้ไม่อยู่ในแผนภูมิ

ข้อจำกัดของแผนภูมิความเข้ากันได้มาตรฐานสำหรับแอปพลิเคชันที่ไม่เป็นมาตรฐาน

การทดสอบความเข้ากันได้ของของไหลเกี่ยวข้องกับอะไร

การทดสอบความเข้ากันได้ของของไหลจะทำให้วัสดุทำความร้อน PTFE สัมผัสกับของไหลในกระบวนการจริงภายใต้เงื่อนไขที่เป็นตัวแทน การทดสอบจะวัดผลกระทบของของไหลต่อน้ำหนัก ขนาด สมบัติทางกล และความแข็งแรงของไดอิเล็กทริกของโพลีเมอร์

การทดสอบง่ายๆ เกี่ยวข้องกับการจุ่มตัวอย่าง PTFE ลงในของเหลวในกระบวนการที่อุณหภูมิการทำงานตามระยะเวลาที่กำหนด-โดยทั่วไปคือ 30–90 วัน ตัวอย่างจะได้รับการชั่งน้ำหนักและวัดก่อนและหลัง น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญบ่งบอกถึงการดูดซึมหรือการซึมผ่าน การลดน้ำหนักบ่งบอกถึงการชะล้างหรือการย่อยสลาย การเปลี่ยนแปลงขนาดบ่งชี้ถึงการบวมหรือการหดตัว

การทดสอบที่ครอบคลุมยิ่งขึ้นรวมถึงการทดสอบทางไฟฟ้าด้วย ความต้านทานของฉนวนของเครื่องทำความร้อนตัวอย่างจะถูกวัดก่อน ระหว่าง และหลังการสัมผัส ความต้านทานของฉนวนที่ลดลงบ่งชี้ว่าของเหลวซึมผ่านโพลีเมอร์และไปถึงส่วนประกอบภายใน

วิธีทดสอบความเข้ากันได้ของของไหลสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE

เมื่อต้องมีการทดสอบ

จำเป็นต้องมีการทดสอบเมื่อของไหลในกระบวนการเป็นกรรมสิทธิ์ เมื่อมีส่วนประกอบหลายชิ้น เมื่อมีสารปนเปื้อน หรือเมื่ออุณหภูมิในการทำงานใกล้ขีดจำกัดบนของ PTFE

จำเป็นต้องมีการทดสอบเมื่อเครื่องทำความร้อนมีการออกแบบที่ไม่เป็นมาตรฐาน-การกำหนดค่าแบบกำหนดเอง ความหนาของเปลือกที่แตกต่างกัน หรือเกรดโพลีเมอร์ที่แตกต่างกัน- เนื่องจากข้อมูลความเข้ากันได้มาตรฐานอาจไม่ใช้กับการออกแบบใหม่

เงื่อนไขที่ต้องมีการทดสอบความเข้ากันได้ของของเหลวสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE

การตีความผลการทดสอบ

ผลการทดสอบจะพิจารณาว่าเครื่องทำความร้อน PTFE เหมาะสมกับการใช้งานหรือไม่ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นน้อยกว่า 1% และไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดหรือความแข็ง บ่งชี้ถึงความเข้ากันได้ดี น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น 1–3% หรือการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กน้อยบ่งชี้ถึงความเข้ากันได้ปานกลาง โดยคาดว่าอายุการใช้งานจะสั้นลง น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นมากกว่า 3% หรือการเปลี่ยนแปลงความแข็งอย่างมีนัยสำคัญบ่งชี้ว่าความเข้ากันได้ไม่ดีและมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควร

การทดสอบความต้านทานของฉนวนเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงที่สุดถึงความสมบูรณ์ของแผงกั้น ค่าที่อ่านได้คงที่ตลอดระยะเวลาการทดสอบบ่งชี้ว่าของไหลไม่ทะลุผ่านโพลีเมอร์ การอ่านค่าที่ลดลงบ่งชี้ว่ามีการซึมผ่านเกิดขึ้น และเครื่องทำความร้อนจะล้มเหลวในที่สุด

เมื่อการทดสอบเผยให้เห็นความไม่เข้ากัน

หากการทดสอบพบว่าของเหลวเข้ากันไม่ได้กับ PTFE ทางเลือกคือเปลี่ยนของเหลว เปลี่ยนวัสดุทำความร้อน หรือยอมรับอายุการใช้งานที่สั้นลงและเปลี่ยนบ่อยขึ้น การเปลี่ยนวัสดุทำความร้อนอาจต้องใช้โพลีเมอร์อื่นหรือการออกแบบตัวทำความร้อนที่แตกต่างกัน

การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบกำหนดเองที่มีปลอกหนาขึ้น ความหนาแน่นของวัตต์ต่ำกว่า หรือเกรดโพลีเมอร์อื่นอาจเข้ากันได้กับของเหลวในกระบวนการมากกว่า กระบวนการกำหนดคุณสมบัติต้องใช้องค์ประกอบของของไหล อุณหภูมิในการทำงาน ผลการทดสอบ และกำลังไฟที่ต้องการ