ایک کیمیکل پروسیسنگ پلانٹ نے 92 ڈگری پر 30% نائٹرک ایسڈ غسل میں PTFE وسرجن ہیٹر نصب کیا۔ ہیٹر کو درجہ حرارت اور کیمسٹری کے لیے درجہ بندی کیا گیا تھا۔ یہ چار مہینوں کے بعد ناکام ہوا-صرف پارمیشن سے نہیں، بلکہ پارمیشن اور آکسیڈیشن کے امتزاج سے جس نے پولیمر کو اکیلے کسی بھی میکانزم سے زیادہ تیزی سے گرایا۔ میان نے باریک دراڑوں کا ایک نمونہ اور ایک الگ پیلا پن دکھایا جو آکسیڈیٹیو حملے کی خصوصیت ہے۔
آکسیڈائزنگ ایسڈز-نائٹرک ایسڈ، کرومک ایسڈ، زیادہ ارتکاز میں سلفیورک ایسڈ، اور پیرو آکسائیڈز یا پرسلفیٹس پر مشتمل مرکب-پی ٹی ایف ای وسرجن ہیٹرز کے لیے ایک مخصوص چیلنج پیش کرتے ہیں۔ پولیمر اعتدال پسند درجہ حرارت پر آکسیکرن کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ 90 ڈگری سے اوپر، آکسیکرن اور تھرمل تناؤ کا امتزاج پولیمر کی مزاحمت کرنے کی صلاحیت سے زیادہ ہے۔
PTFE پر آکسیکرن میکانزم
PTFE آکسیڈیشن کے خلاف مزاحم ہے کیونکہ کاربن-فلورین بانڈز مضبوط ہیں اور فلورین ایٹم کاربن ریڑھ کی ہڈی کو محفوظ رکھتے ہیں۔ تاہم، بلند درجہ حرارت پر، آکسیجن یا آکسیڈائزنگ پرجاتی پولیمر پر کمزور پوائنٹس پر حملہ کر سکتی ہیں-زنجیر کے سروں، بقایا نجاستوں، اور مینوفیکچرنگ کے دوران متعارف ہونے والے ساختی نقائص۔
حملہ کاربونیل فلورائیڈ اور دیگر آکسائڈائزڈ پرجاتیوں کو پیدا کرتا ہے جو پولیمر چین میں خلل ڈالتا ہے۔ نتیجہ زنجیر کی کٹائی ہے، جو سالماتی وزن اور مکینیکل طاقت کو کم کرتا ہے۔ سطح ٹوٹ پھوٹ کا شکار ہو جاتی ہے اور باریک دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔ دراڑیں مزید داخل ہونے اور حملے کے لیے راستے فراہم کرتی ہیں۔
آکسیکرن کی شرح درجہ حرارت، آکسیڈائزنگ پرجاتیوں کے ارتکاز اور دھاتی آئنوں جیسے اتپریرک کی موجودگی پر منحصر ہے۔ لوہا، تانبا، اور دیگر منتقلی دھاتیں PTFE کے آکسیکرن کو متحرک کر سکتی ہیں، انحطاط کو تیز کر سکتی ہیں۔
| آکسائڈائزنگ ایسڈ | ارتکاز | درجہ حرارت | آکسیکرن کی شرح | PTFE سروس کی زندگی |
|---|---|---|---|---|
| نائٹرک ایسڈ | 20% | 70 ڈگری | کم | 3-5 سال |
| نائٹرک ایسڈ | 30% | 90 ڈگری | اعتدال پسند | 6-14 ماہ |
| نائٹرک ایسڈ | 30% | 95 ڈگری | اعلی | 3-8 ماہ |
| نائٹرک ایسڈ | 50% | 90 ڈگری | بہت اعلیٰ | 2-6 ماہ |
| کرومک ایسڈ | 20% | 90 ڈگری | اعلی | 4-10 ماہ |
| سلفیورک ایسڈ | 70% | 95 ڈگری | اعتدال پسند - اعلی | 6-14 ماہ |
| پیرو آکسائیڈ-پر مشتمل ہے۔ | 5% | 80 ڈگری | اعلی | 4-10 ماہ |
90 ڈگری سے اوپر آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں آکسیکرن کی شرح اور PTFE سروس کی زندگی
آکسیکرن اور پارمیشن کا مشترکہ اثر
آکسیکرن اور پارمیشن آزاد نہیں ہیں۔ آکسیکرن سطح پر دراڑیں پیدا کرتا ہے اور پولیمر کی پارگمیتا کو بڑھاتا ہے۔ پارمیشن پولیمر میں نمی اور کیمسٹری کو گہرائی میں لاتا ہے، جہاں وہ آکسائڈائزڈ سائٹس کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتے ہیں۔ دونوں میکانزم ایک دوسرے کو تقویت دیتے ہیں۔
90 ڈگری سے اوپر آکسیڈائزنگ ایسڈ میں ایک ہیٹر ہفتوں کے دوران موصلیت کی مزاحمت میں بتدریج کمی کو ظاہر کر سکتا ہے، اس کے بعد اچانک گرنے کے بعد جب کوئی شگاف پوری میان کی موٹائی میں داخل ہو جاتا ہے۔ اچانک گرنا اکثر پہلا اشارہ ہوتا ہے کہ کچھ غلط ہے۔ اس وقت تک، پولیمر ہفتوں سے انحطاط پذیر ہو رہا ہے۔
یہ مرکب اکیلے میکانزم سے زیادہ نقصان دہ ہے۔ ایک ہی درجہ حرارت پر غیر آکسیڈائزنگ ایسڈ میں ایک ہیٹر دوگنا زیادہ دیر تک چل سکتا ہے کیونکہ پولیمر کیمیاوی طور پر انحطاط-نہیں ہوتا ہے۔
درجہ حرارت: غالب متغیر
درجہ حرارت میں ہر 10 ڈگری اضافے پر آکسیکرن کی شرح تقریباً دوگنی ہو جاتی ہے۔ 95 ڈگری پر چلنے والا ہیٹر 75 ڈگری پر ایک کے مقابلے میں تقریباً چار گنا زیادہ آکسیڈیشن کے لیے اور 65 ڈگری پر ایک سے آٹھ گنا زیادہ حساس ہوتا ہے۔
میان کا درجہ حرارت بلک درجہ حرارت سے بھی زیادہ اہم ہے۔ 110 ڈگری کے میان درجہ حرارت کے ساتھ 92 ڈگری بلک پر کام کرنے والا ہیٹر پولیمر کو آکسیڈیشن کی شرح سے دو سے چار گنا زیادہ ظاہر کر رہا ہے جو بلک درجہ حرارت سے ظاہر ہوتا ہے۔ میان کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے واٹ کی کثافت کو کم کرنا سروس کی زندگی کو بڑھانے کا سب سے مؤثر طریقہ ہے۔
90 ڈگری سے اوپر کے تیزاب کو آکسیڈائز کرنے کے لیے عملی رہنما اصول
نائٹرک ایسڈ کے لیے 20% سے کم ارتکاز اور 70 ڈگری سے کم درجہ حرارت پر، PTFE وسرجن ہیٹر اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے اور قابل قبول سروس لائف فراہم کرتا ہے۔ 30٪ حراستی یا 90 ڈگری سے اوپر، سروس کی زندگی مختصر ہے، اور متبادل مواد پر غور کیا جانا چاہئے.
20 فیصد یا 90 ڈگری سے اوپر کرومک ایسڈ کے لیے، آکسیکرن کی شرح زیادہ ہے، اور ہیٹر مہینوں کے اندر ناکام ہو سکتا ہے۔ کیمسٹری کے لحاظ سے سلکان کاربائیڈ یا کوارٹج زیادہ موزوں ہو سکتے ہیں۔
70% سے زیادہ ارتکاز اور 95 ڈگری سلفورک ایسڈ کے لیے، اعلی درجہ حرارت، زیادہ ارتکاز، اور آکسیڈائزنگ حالات کا مجموعہ پولیمر کو اس کی عملی حدود سے باہر دھکیل دیتا ہے۔
| سروس کی حالت | PTFE مناسبیت | تجویز کردہ واٹ کثافت | متوقع سروس لائف |
|---|---|---|---|
| 10-20٪ نائٹرک ایسڈ،<70°C | بہترین | 1.2–1.5 W/cm² | 3-5 سال |
| 20-30% نائٹرک ایسڈ، 70-90 ڈگری | حاشیہ دار | 0.8–1.0 W/cm² | 8-18 ماہ |
| 30–50% nitric acid, >90 ڈگری | مناسب نہیں۔ | - | <6 months |
| 10-20% کرومک ایسڈ، 70-90 ڈگری | حاشیہ دار | 0.8–1.0 W/cm² | 6-14 ماہ |
| >20% chromic acid, >90 ڈگری | مناسب نہیں۔ | - | <6 months |
| >70% sulfuric acid, >95 ڈگری | حاشیہ دار | 0.8–1.0 W/cm² | 6-14 ماہ |
90 ڈگری سے اوپر کے تیزاب کو آکسیڈائز کرنے کے لیے PTFE موزوں اور تفصیلات کے پیرامیٹرز
جب PTFE اپنی حدوں کو پہنچ جاتا ہے۔
جب درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ ہو جائے اور ارتکاز زیادہ ہو تو PTFE آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں اپنی حد تک پہنچ جاتا ہے۔ ان حالات میں، آکسیکرن کی شرح پولیمر کی مزاحمت کرنے کی صلاحیت سے زیادہ ہو جاتی ہے، اور سروس کی زندگی ایک سال سے کم ہو جاتی ہے۔
ان ایپلی کیشنز میں، متبادل مواد پر غور کیا جانا چاہئے. سلکان کاربائیڈ اعلی درجہ حرارت کی صلاحیت اور آکسیکرن کے خلاف مزاحمت پیش کرتا ہے۔ کوارٹز نائٹرک اور کرومک ایسڈ کے لیے موزوں ہے لیکن الکلائن حالات کے لیے نہیں۔ ٹائٹینیم نائٹرک ایسڈ میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے لیکن تیزاب کو کم کرنے میں نہیں۔
جب ایک حسب ضرورت کنفیگریشن PTFE کارکردگی کو بڑھاتی ہے۔
بہت کم واٹ کثافت، ایک موٹی میان، اور بہتر بہاؤ تک رسائی کے ساتھ ایک حسب ضرورت PTFE وسرجن ہیٹر کی ترتیب میان کے درجہ حرارت اور آکسیڈیشن کی شرح کو کم کرتی ہے۔ معمولی آکسیڈائزنگ ایسڈ حالات میں بہتری مہینوں سے ایک سال تک سروس کی زندگی کو بڑھا سکتی ہے۔ تفصیلات کے عمل کے لیے تیزاب کی کیمسٹری، ارتکاز، آپریٹنگ درجہ حرارت، اور مطلوبہ واٹج کی ضرورت ہوتی ہے۔ 90 ڈگری سے اوپر آکسیڈائزنگ ایسڈ حمام والی سہولیات کے لیے، یہ ایپلیکیشن-مخصوص طریقہ ایک ایسا حل فراہم کرتا ہے جہاں معیاری ہیٹر نہیں ہو سکتے۔
