میٹل فنشنگ شاپ نے ناکام PTFE وسرجن ہیٹر کو اسی طرح کے واٹج اور ڈائمینشن والے کوارٹز یونٹ سے بدل دیا۔ کوارٹج ہیٹر کم مہنگا تھا اور گرمی کی بہتر منتقلی کی پیشکش کرتا تھا۔ یہ گیارہ دن تک گرم الکلین صفائی کے غسل میں 75 ڈگری پر ٹیوب کے اندر سے نکلنے اور عنصر کے کم ہونے سے پہلے تک جاری رہا۔ ناکامی مینوفیکچرنگ کی خرابی نہیں تھی۔ کوارٹج اور الکلائن کیمسٹری بنیادی طور پر مطابقت نہیں رکھتی ہے۔
کوارٹز-فیوزڈ سلکا- تیزابیت کی خدمت کے لیے ایک بہترین مواد ہے۔ یہ زیادہ تر معدنی تیزابوں کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، اچھی تھرمل جھٹکا مزاحمت پیش کرتا ہے، اور انفراریڈ توانائی کو مؤثر طریقے سے منتقل کرتا ہے۔ یہ خصوصیات اسے تیزابی حماموں کے لیے ایک عام انتخاب بناتی ہیں، خاص طور پر سیمی کنڈکٹر اور لیبارٹری ایپلی کیشنز میں۔ لیکن کوارٹج سلیکا ہے، اور سلکا الکلین محلول میں گھل جاتی ہے۔ تحلیل کی شرح درجہ حرارت، پی ایچ، اور وقت کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ گرم الکلین صفائی کے غسل میں، کوارٹج استعمال کیا جاتا ہے.
کوارٹج تحلیل کی کیمسٹری
کوارٹج سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO₂) ہے۔ ہائیڈرو آکسائیڈ آئنوں (OH⁻) کی موجودگی میں، سلیکا گھل کر حل پذیر سلیکیٹ بناتا ہے:
SiO₂ + 2OH⁻ → SiO₃²⁻ + H₂O
کمرے کے درجہ حرارت اور غیر جانبدار پی ایچ پر ردعمل سست ہوتا ہے۔ 75 ڈگری اور پی ایچ 12 یا اس سے زیادہ پر، یہ مسلسل آگے بڑھتا ہے۔ 2 ملی میٹر کی دیوار والی کوارٹج ٹیوب گرم الکلین غسل میں ماہانہ 0.1–0.3 ملی میٹر کھو سکتی ہے۔ پتلا ہونا پہلے یکساں ہوتا ہے، پھر دیوار کے کمزور ہوتے ہی تیز ہو جاتا ہے۔ ناکامی اس وقت ہوتی ہے جب ٹیوب درخواست کے تھرمل اور مکینیکل دباؤ کو مزید برداشت نہیں کر سکتی۔
PTFE وسرجن ہیٹر ہائیڈرو آکسائیڈ آئنوں کے ساتھ رد عمل ظاہر نہیں کرتے ہیں۔ پولیمر تمام صنعتی ارتکاز اور درجہ حرارت میں سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ، پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ، اور دیگر الکلائن پرجاتیوں کے لیے غیر فعال ہے۔ اسی الکلائن غسل میں ایک PTFE ہیٹر دن نہیں بلکہ سالوں تک چلے گا۔
| غسل کیمسٹری | پی ایچ | درجہ حرارت | کوارٹج سنکنرن کی شرح | PTFE مناسبیت |
|---|---|---|---|---|
| کاسٹک سوڈا، 5% | 13–14 | 60 ڈگری | 0.1–0.2 ملی میٹر/مہینہ | بہترین |
| کاسٹک سوڈا، 5% | 13–14 | 80 ڈگری | 0.2–0.4 ملی میٹر/مہینہ | بہترین |
| الکلائن کلینر، پی ایچ 11 | 11 | 70 ڈگری | 0.02–0.05 ملی میٹر/مہینہ | بہترین |
| امونیم ہائیڈرو آکسائیڈ، 5% | 10–11 | 50 ڈگری | 0.01–0.03 ملی میٹر/مہینہ | بہترین |
| سوڈیم سلیکیٹ، 3% | 11–12 | 75 ڈگری | 0.05–0.15 ملی میٹر/مہینہ | بہترین |
کوارٹج سنکنرن کی شرح الکلائن حمام میں پی ٹی ایف ای کی مناسبیت کے مقابلے میں
کوارٹج کو ایسڈ سروس میں کیوں استعمال کیا جاتا ہے۔
کوارٹز تیزاب میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے کیونکہ سلکا کم-پی ایچ ماحول میں مستحکم ہوتی ہے۔ ہائیڈروکلورک، سلفیورک، نائٹرک، اور فاسفورک تیزاب عام وسرجن ہیٹر کے درجہ حرارت پر کوارٹج پر حملہ نہیں کرتے۔ ہائیڈرو فلورک ایسڈ مستثنیٰ ہے-یہ سیلیکا کو تیزی سے تحلیل کرتا ہے، یہی وجہ ہے کہ کوارٹج ہیٹر HF سروس میں استعمال نہیں ہوتے ہیں۔
کوارٹج کی تھرمل خصوصیات بھی تیزاب کی خدمت کے لیے سازگار ہیں۔ اس کی تھرمل چالکتا تقریباً 1.4 W/m·K-PTFE سے زیادہ ہے لیکن دھاتوں سے کم ہے۔ اس کا تھرمل ایکسپینشن گتانک بہت کم ہے، جو اسے اچھی تھرمل جھٹکا مزاحمت دیتا ہے۔ یہ خصوصیات کوارٹج ہیٹر کو ہم آہنگ کیمسٹریوں میں PTFE سے زیادہ واٹ کثافت پر کام کرنے کی اجازت دیتی ہیں۔
| مواد | تھرمل چالکتا | تیزاب میں محفوظ واٹ کثافت | الکلین میں محفوظ واٹ کثافت | متعلقہ لاگت |
|---|---|---|---|---|
| کوارٹز | 1.4 W/m·K | 1.5–2.5 W/cm² | مناسب نہیں۔ | کم – اعتدال پسند |
| پی ٹی ایف ای | 0.25 W/m·K | 1.2–1.5 W/cm² | 1.2–1.5 W/cm² | اعتدال پسند |
| ٹائٹینیم | 22 W/m·K | 2–4 W/cm² | 2–3 W/cm² | اعلی |
| سٹینلیس سٹیل 316 | 16 W/m·K | 1–3 W/cm² | 2–4 W/cm² | کم |
تیزاب اور الکلائن سروس میں وسرجن ہیٹر کے مواد کے لیے واٹ کی کثافت کی حد اور لاگت کا موازنہ
الکلائن حمام میں کوارٹج کے استعمال کے عملی نتائج
الکلین غسل میں کوارٹج کی ناکامی کی پہلی علامت عام طور پر ٹیوب کی ظاہری شکل میں تبدیلی ہوتی ہے۔ سیلیکا کے تحلیل ہونے کے ساتھ ہی سطح ٹھنڈا یا کھدائی ہو جاتی ہے۔ دیوار پتلی ہو جاتی ہے۔ ٹیوب زیادہ نازک اور مکینیکل نقصان کے لیے حساس ہو سکتی ہے۔
جیسے جیسے دیوار پتلی ہوتی ہے، تھرمل مزاحمت کم ہوتی جاتی ہے اور میان کا درجہ حرارت قدرے گر جاتا ہے۔ ہیٹر شروع میں بہتر کارکردگی دکھا سکتا ہے۔ لیکن پتلا ہونا اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ دیوار میں عنصر شامل نہ ہو جائے۔ ناکامی اکثر اچانک-ایک شگاف یا سوراخ ہوتا ہے جو الکلائن محلول کو حرارتی عنصر سے رابطہ کرنے دیتا ہے۔
ناکامی خطرناک ہو سکتی ہے۔ الکلین حل conductive ہیں. جب حل توانائی بخش عنصر تک پہنچتا ہے، تو ایک شارٹ سرکٹ ہوتا ہے۔ گراؤنڈ فالٹ پروٹیکشن کو ٹرپ کرنا چاہیے، لیکن اگر ایسا نہیں ہوتا ہے تو ہیٹر اور ٹینک کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔
جب کوارٹج صحیح انتخاب ہے۔
کوارٹز تیزابی حمام کے لیے صحیح انتخاب ہے جہاں اس کی زیادہ واٹ کثافت اور کم قیمت ایک فائدہ فراہم کرتی ہے۔ یہ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے:
سلفورک ایسڈ کو پتلا کریں ٹینکوں کو کللا کریں۔
HF کے بغیر نائٹرک ایسڈ اچار کے غسل
فاسفورک ایسڈ کی صفائی کے حل
ڈیونائزڈ واٹر رینس ٹینک
تیزابی کیمسٹری کے ساتھ سیمی کنڈکٹر گیلے بینچ
ان ایپلی کیشنز میں، کوارٹج اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے اور اس کی قیمت PTFE سے کم ہے۔ حد الکلائن کیمسٹری اور HF-غسلوں پر مشتمل ہے، جہاں کوارٹج گھل جاتا ہے یا کھینچتا ہے۔
جب PTFE بہتر انتخاب ہے۔
PTFE الکلائن حمام، HF- پر مشتمل حمام، اور مخلوط کیمسٹری کے لیے بہتر انتخاب ہے جہاں pH تیزاب اور الکلائن کے درمیان بدل سکتا ہے۔ یہ زیادہ تحلیل شدہ ٹھوس چیزوں کے ساتھ نہانے کے لیے بھی بہتر ہے، جہاں ہیٹر کی سطح پر ذخائر بنتے ہیں اور اسے الکلائن یا تیزابی محلول کے ساتھ وقتاً فوقتاً صفائی کی ضرورت ہوتی ہے۔
PTFE کی کم واٹ کثافت کا مطلب ہے کہ اسی پاور کے لیے زیادہ سطحی رقبہ درکار ہے۔ کمپیکٹ ٹینکوں میں، یہ ایک حد ہوسکتی ہے۔ لیکن مناسب جگہ والے ٹینکوں میں، PTFE کی طویل سروس لائف اور وسیع کیمیائی مطابقت سائز کے نقصان سے کہیں زیادہ ہے۔
جب کوئی بھی مواد درخواست پر فٹ نہیں بیٹھتا ہے۔
کچھ ایپلی کیشنز کیمسٹری پیش کرتے ہیں جو نہ تو کوارٹج اور نہ ہی PTFE اچھی طرح سے ہینڈل کرتے ہیں۔ ایک غسل جو مضبوط تیزاب اور مضبوط الکلائن کے درمیان بدلتا ہے-جیسے کہ تیزاب اور کاسٹک دونوں مراحل کے ساتھ ایک کلیننگ لائن جس میں مشترکہ ہیٹر کا اشتراک ہو-ایک ایسے مواد کی ضرورت ہوتی ہے جو دونوں کے خلاف مزاحمت کرے۔ PTFE واحد عام وسرجن ہیٹر مواد ہے جو کرتا ہے۔
کم واٹ کی کثافت، سطح کے بڑے حصے، اور سیل شدہ ٹرمینل انکلوژرز کے ساتھ ایک حسب ضرورت پی ٹی ایف ای وسرجن ہیٹر کنفیگریشن ان ایپلی کیشنز کو ایڈریس کرتی ہے جہاں کوارٹز فیل ہو جاتا ہے اور سٹینلیس سٹیل کی خرابی ہوتی ہے۔ تفصیلات کے عمل میں غسل کیمسٹری، پی ایچ رینج، آپریٹنگ درجہ حرارت، ٹینک کے طول و عرض، اور مطلوبہ واٹج کی ضرورت ہوتی ہے۔ الکلائن یا مکسڈ-کیمسٹری حمام والی سہولیات کے لیے، یہ ایپلیکیشن-مخصوص طریقہ قابل اعتماد سروس فراہم کرتا ہے جہاں معیاری مواد کم پڑ جاتا ہے۔
