سالماتی فرق جو مزاحمتی فرق کو چلاتا ہے۔
PTFE اور PVDF کے درمیان فرق کاربن-ہائیڈروجن بانڈز میں ہے۔ PVDF vinylidene fluoride کا ایک copolymer ہے، اور اس کی سالماتی ساخت میں کاربن-ہائیڈروجن بانڈ ہوتے ہیں جو PTFE میں موجود نہیں ہیں۔ کاربن-ہائیڈروجن بانڈ کاربن-فلورین بانڈ سے کمزور ہے، اور یہ وہ جگہ ہے جہاں آکسیڈیشن کا حملہ شروع ہوتا ہے۔
PTFE میں مکمل طور پر فلورینیٹڈ کاربن بیک بون ہے جس میں کوئی کاربن-ہائیڈروجن بانڈ نہیں ہے۔ کاربن-فلورین بانڈ نامیاتی کیمسٹری میں سب سے مضبوط بانڈ میں سے ایک ہے، جس کی بانڈ توانائی تقریباً 485 kJ/mol ہے۔ آکسائڈائزنگ تیزاب میں 260 ڈگری سے کم درجہ حرارت پر اس بانڈ کو توڑنے کے لیے کافی توانائی نہیں ہوتی ہے۔
PVDF میں تقریباً 413 kJ/mol کی بانڈ توانائی کے ساتھ کاربن-ہائیڈروجن بانڈز ہوتے ہیں۔ فرق تقریباً 15% ہے، لیکن آکسیکرن مزاحمت پر عملی اثر بہت زیادہ ہے۔ PVDF پر آکسیڈیشن کا حملہ کاربن-ہائیڈروجن بانڈ سے شروع ہوتا ہے، اور انحطاط پولیمر چین کے ساتھ ساتھ پھیلتا ہے۔ آکسیکرن کی شرح درجہ حرارت کے ساتھ اور آکسیڈائزنگ ایسڈ کے ارتکاز کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔
آکسائڈائزنگ ایسڈ مزاحمت کا موازنہ
PTFE اور PVDF کی آکسیڈائزنگ تیزاب کی مزاحمت کا انحصار مخصوص تیزاب، ارتکاز اور درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔
نائٹرک ایسڈ۔PTFE نائٹرک ایسڈ کے خلاف 70% تک اور درجہ حرارت 200 ڈگری تک مزاحمت کرتا ہے۔ PVDF 50% تک ارتکاز اور 100 ڈگری تک درجہ حرارت پر نائٹرک ایسڈ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ ان حدود سے اوپر، PVDF پر حملہ کیا جاتا ہے، اور مواد خراب ہو جاتا ہے۔
کرومک ایسڈ۔PTFE 50% تک ارتکاز اور 150 ڈگری تک درجہ حرارت پر کرومک ایسڈ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ PVDF 30% تک ارتکاز اور 80 ڈگری تک درجہ حرارت پر کرومک ایسڈ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ ان حدود سے اوپر، PVDF پر حملہ کیا جاتا ہے، اور مادّہ کا رنگ بکھر جاتا ہے اور گلے پڑ جاتے ہیں۔
پرکلورک ایسڈ۔PTFE 70% تک ارتکاز اور 150 ڈگری تک درجہ حرارت پر پرکلورک ایسڈ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ PVDF 30% تک ارتکاز اور 60 ڈگری تک درجہ حرارت پر پرکلورک ایسڈ کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ پرکلورک ایسڈ PVDF کے لیے خاص طور پر جارحانہ ہے کیونکہ اس کی مضبوط آکسیڈائزنگ صلاحیت ہے۔
ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ۔PTFE ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے خلاف 50% تک اور درجہ حرارت 100 ڈگری تک مزاحمت کرتا ہے۔ PVDF ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے خلاف 30% تک اور درجہ حرارت 60 ڈگری تک مزاحمت کرتا ہے۔ ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے گلنے سے آکسیجن ریڈیکلز پیدا ہوتے ہیں جو PVDF پر حملہ کرتے ہیں۔
تھرمل چالکتا کا موازنہ
PTFE اور PVDF میں تھرمل چالکتا ایک جیسی ہے۔ PTFE کی چالکتا 0.25 W/m·K ہے، اور PVDF کی چالکتا 0.19 W/m·K ہے۔ فرق چھوٹا ہے، اور یہ کسی خاص گرمی کے بوجھ کے لیے مطلوبہ سطح کے علاقے کو متاثر نہیں کرتا ہے۔
دونوں مواد کے لیے مجموعی طور پر حرارت کی منتقلی کا گتانک دیوار کی مزاحمت سے نہیں بلکہ سیال فلم کی مزاحمت کا غلبہ رکھتا ہے۔ مائع-سے-لیکویڈ سروس میں، PTFE ہیٹ ایکسچینجر کا مجموعی گتانک عام طور پر 200–300 W/m²·K ہے، اور PVDF ہیٹ ایکسچینجر کے لیے گتانک عام طور پر 180–280 W/m²·K ہے۔ فرق 10% سے کم ہے، جو گرمی کی منتقلی کے حساب کتاب کی غیر یقینی صورتحال کے اندر ہے۔
لہذا تھرمل چالکتا کا موازنہ معنی خیز طریقے سے کسی بھی مواد کی حمایت نہیں کرتا ہے۔ انتخاب کیمیائی مطابقت اور مکینیکل خصوصیات پر مبنی ہونا چاہیے۔
آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں دو مواد کا موازنہ کرنا
مندرجہ ذیل جدول 30% نائٹرک ایسڈ کے ساتھ 60 ڈگری پر آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں PTFE اور PVDF ہیٹ ایکسچینجرز کی کارکردگی اور لاگت کی خصوصیات کا خلاصہ کرتا ہے۔
| خصوصیت | PTFE ہیٹ ایکسچینجر | پی وی ڈی ایف ہیٹ ایکسچینجر | فائدہ |
|---|---|---|---|
| تھرمل چالکتا | 0.25 W/m·K | 0.19 W/m·K | پی ٹی ایف ای |
| مجموعی طور پر گرمی کی منتقلی کا گتانک | 250 W/m²·K | 230 W/m²·K | پی ٹی ایف ای |
| زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت | 260 ڈگری | 150 ڈگری | پی ٹی ایف ای |
| نائٹرک ایسڈ مزاحمت کی حد | 200 ڈگری پر 70٪ | 100 ڈگری پر 50٪ | پی ٹی ایف ای |
| کرومک ایسڈ مزاحمت کی حد | 150 ڈگری پر 50٪ | 80 ڈگری پر 30٪ | پی ٹی ایف ای |
| پرکلورک ایسڈ مزاحمت کی حد | 150 ڈگری پر 70٪ | 60 ڈگری پر 30٪ | پی ٹی ایف ای |
| ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ مزاحمت کی حد | 100 ڈگری پر 50٪ | 60 ڈگری پر 30٪ | پی ٹی ایف ای |
| مکینیکل طاقت | اعتدال پسند | اعلی | پی وی ڈی ایف |
| زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ دباؤ | 0.5 ایم پی اے | 1.0 ایم پی اے | پی وی ڈی ایف |
| آکسائڈائزنگ ایسڈ سروس میں سروس کی زندگی | 12-18 سال | 5-8 سال | پی ٹی ایف ای |
| 30 کلو واٹ ڈیوٹی کے لیے کیپٹل لاگت | $28,000 | $19,000 | پی وی ڈی ایف |
| تنصیب کی لاگت | $3,000 | $3,000 | برابر |
| سالانہ دیکھ بھال کی لاگت | $1,500 | $3,500 | پی ٹی ایف ای |
| پانچ-سال کی کل لاگت | $47,500 | $53,000 | پی ٹی ایف ای |
پانچ-سال کی کل لاگت کی قیمتیں $500 فی گھنٹہ کی پیداواری قیمت مانتی ہیں اور اس میں سرمایہ کی لاگت، تنصیب کی لاگت، اور پانچ سالوں میں دیکھ بھال کی لاگت شامل ہے۔
جب PVDF بہتر انتخاب ہے۔
PVDF کئی مخصوص ایپلی کیشنز میں بہتر انتخاب ہے۔
کم-درجہ حرارت کی خدمت۔40 ڈگری سے کم درجہ حرارت پر، PVDF بغیر کسی مشکل کے زیادہ تر آکسیڈائزنگ ایسڈز کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، اور کم سرمایہ لاگت PVDF کے حق میں ہے۔
کم-ارتکاز کی خدمت۔20% سے کم ارتکاز پر، PVDF 60 ڈگری تک درجہ حرارت پر زیادہ تر آکسیڈائزنگ ایسڈز کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، اور کم سرمایہ لاگت PVDF کے حق میں ہے۔
ہائی پریشر سروس۔PVDF میں PTFE سے زیادہ میکانکی طاقت ہے اور وہ زیادہ دباؤ کو برداشت کر سکتی ہے۔ 5 بار سے اوپر کے دباؤ پر آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس کے لیے، PVDF واحد قابل عمل آپشن ہو سکتا ہے۔
غیر-اہم خدمت۔جب ہیٹ ایکسچینجر اس عمل کے لیے اہم نہیں ہے اور اس کی تبدیلی کی لاگت قابل قبول ہے، تو PVDF کم قیمت پر مناسب کارکردگی فراہم کرتا ہے۔
مختصر خدمت زندگی کی ضرورت۔جب ہیٹ ایکسچینجر کی سروس لائف 5 سال یا اس سے کم ہونے کی توقع کی جاتی ہے، تو PVDF کافی اور کم مہنگا ہوتا ہے۔
جب PTFE بہتر انتخاب ہے۔
PTFE کئی مخصوص ایپلی کیشنز میں بہتر انتخاب ہے۔
اعلی-درجہ حرارت کی خدمت۔60 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر، PTFE PVDF سے بہتر آکسائڈائزنگ ایسڈز کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، اور سروس کی زندگی لمبی ہوتی ہے۔
اعلی-ارتکاز کی خدمت۔30% سے زیادہ ارتکاز پر، PTFE PVDF سے بہتر آکسیڈائزنگ تیزاب کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔
پرکلورک ایسڈ کی خدمت۔پرکلورک ایسڈ سروس کے لیے PTFE واحد قابل عمل فلورو پولیمر ہے کیونکہ PVDF کم ارتکاز اور درجہ حرارت پر حملہ آور ہوتا ہے۔
طویل سروس کی زندگی کی ضرورت.جب ہیٹ ایکسچینجر کی سروس لائف 10 سال یا اس سے زیادہ ہونے کی توقع کی جاتی ہے، تو PTFE بہتر انتخاب ہے کیونکہ یہ طویل عرصے تک کیمیائی حملے کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔
تنقیدی خدمت۔جب ہیٹ ایکسچینجر عمل کے لیے اہم ہوتا ہے اور ڈاؤن ٹائم لاگت زیادہ ہوتی ہے، تو PTFE بہتر انتخاب ہوتا ہے کیونکہ اس میں ناکامی کا امکان کم ہوتا ہے۔
ڈیزائن کی خصوصیات جو سروس کی زندگی کو بڑھاتی ہیں۔
کئی ڈیزائن خصوصیات آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں PTFE اور PVDF ہیٹ ایکسچینجرز دونوں کی سروس لائف کو بڑھاتی ہیں۔
کم آپریٹنگ درجہ حرارت۔آپریٹنگ درجہ حرارت کو کم کرنے سے آکسیکرن کی شرح کم ہوتی ہے اور دونوں مواد کی سروس لائف بڑھ جاتی ہے۔
کم ارتکاز۔تیزاب کی حراستی کو کم کرنے سے آکسیکرن کی شرح کم ہوتی ہے اور سروس کی زندگی میں توسیع ہوتی ہے۔
بہاؤ کی رفتار کنٹرول.اعتدال پسند بہاؤ کی رفتار کو برقرار رکھنے سے باؤنڈری پرت کی موٹائی اور ٹیوب کی سطح پر آکسیڈائزنگ پرجاتیوں کے ارتکاز کو کم کیا جاتا ہے۔
جگہ پر-صفائی کے انتظامات۔صفائی کے محلول کی فراہمی اور واپسی کے لیے کنکشن ہیٹ ایکسچینجر کو جدا کیے بغیر صاف کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جس سے ڈاؤن ٹائم اور پیداوار کا نقصان کم ہوتا ہے۔
درجہ حرارت کی نگرانی۔ہیٹ ایکسچینجر کے ان لیٹ اور آؤٹ لیٹ پر درجہ حرارت کے سینسر گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو مانیٹر کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جس سے فوائلنگ یا انحطاط کا جلد پتہ چلتا ہے۔
آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس کے لیے تفصیلات کے پیرامیٹرز
آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس کے لیے PTFE اور PVDF ہیٹ ایکسچینجرز کا جائزہ لینے والے آلات کے انجینئرز کو سپلائر کے ساتھ درج ذیل پیرامیٹرز کی تصدیق کرنی چاہیے۔
تیزاب کیمسٹری۔تیزاب کی ساخت کی وضاحت کریں، بشمول ارتکاز اور آلودگی۔
آپریٹنگ درجہ حرارت۔زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت اور متوقع درجہ حرارت پروفائل کی وضاحت کریں۔
آپریٹنگ دباؤ۔زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ دباؤ کی وضاحت کریں۔
گرمی کا بوجھ اور سطح کا علاقہ۔ہر مواد کے اختیار کے لیے گرمی کا بوجھ اور مطلوبہ سطح کا رقبہ بیان کریں۔
کیمیائی مطابقت۔تصدیق کریں کہ مواد آپریٹنگ درجہ حرارت اور ارتکاز پر مخصوص تیزاب کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔
سروس کی زندگی کی ضرورت.متوقع سروس لائف اور متبادل شیڈول کی وضاحت کریں۔
بحالی کی صلاحیت.سائٹ پر ہیٹ ایکسچینجر کی مرمت کرنے کی صلاحیت سمیت سہولت کی دیکھ بھال کی صلاحیت کی وضاحت کریں۔
پیداوار کی قیمت اور ڈاؤن ٹائم لاگت۔پیداواری قیمت اور ڈاؤن ٹائم لاگت فراہم کریں تاکہ ملکیت کے تجزیہ کی کل لاگت کو سہولت کے مطابق بنایا جا سکے۔
آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس کنڈیشنز کے مطابق مواد کا انتخاب
آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں PTFE اور PVDF ہیٹ ایکسچینجرز کے درمیان انتخاب کا انحصار تیزاب کی کیمسٹری، درجہ حرارت، ارتکاز، اور سروس لائف کی ضروریات پر ہوتا ہے۔ PVDF میں کم سرمایہ لاگت اور زیادہ میکانکی طاقت ہے، لیکن یہ بلند درجہ حرارت اور زیادہ ارتکاز پر آکسیڈیشن حملے کے لیے زیادہ حساس ہے۔ PTFE کی سرمایہ کاری زیادہ ہے لیکن جارحانہ آکسیڈائزنگ ایسڈ سروس میں طویل سروس لائف ہے۔
انتخاب کا فیصلہ ایک سہولت پر مبنی ہونا چاہیے-مخصوص تجزیہ جس میں سرمائے کی لاگت، دیکھ بھال کی لاگت، اور پیداوار کے نقصان کی نمائش شامل ہو۔ ان لاگت کے اجزاء کے ساتھ ایک سادہ سپریڈ شیٹ ماڈل فیصلہ کرنے کے لیے درکار معلومات فراہم کرتا ہے۔
ہیٹ ایکسچینجر کے اختیارات کا جائزہ لینے والے تیزاب کی خدمت کی سہولیات کے لیے، مواد کا انتخاب متوقع سروس لائف پر ملکیت کی کل لاگت پر مبنی ہونا چاہیے، نہ کہ صرف سرمائے کی لاگت پر۔ کم سرمایہ لاگت کے ساتھ PVDF یونٹ کی زندگی بھر کی قیمت زیادہ ہو سکتی ہے اگر اسے زیادہ بار بار تبدیل کرنے کی ضرورت ہو۔
آکسیڈائزنگ ایسڈ یا دیگر corrosive سروس کے لیے PTFE ہیٹ ایکسچینجر کی تصریحات کا جائزہ لینے والے آلات کے انجینئرز اور پروکیورمنٹ ماہرین ایسڈ کیمسٹری، آپریٹنگ درجہ حرارت، آپریٹنگ پریشر، کیمیائی مطابقت، اور سروس لائف کے تقاضوں کا احاطہ کرنے والے ڈیزائن کے جائزے کی درخواست کر سکتے ہیں تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ مواد کا انتخاب اصل سروس کی شرائط اور سہولت کی لاگت کے ڈھانچے سے مماثل ہے۔
