Химический завод заказал нестандартный погружной нагреватель из ПТФЭ для использования запатентованного чистящего состава. Состав содержал смесь поверхностно-активных веществ, хелатирующих агентов и небольшую концентрацию фторированного растворителя. Нагреватель был разработан для указанной температуры и удельной мощности. Через шесть недель это не удалось. Оболочка из ПТФЭ показала размягчение поверхности и появление микротрещин, а сопротивление изоляции упало до 4 МОм. Запатентованная формула содержала компонент, который проникал в ПТФЭ и разлагал его быстрее, чем предсказывали стандартные данные о совместимости.
Стандартные таблицы химической совместимости охватывают распространенные промышленные химические вещества-кислоты, основания, растворители и окислители. Они не охватывают патентованные рецептуры, смеси или технологические потоки с неизвестными примесями. В этом случае нестандартный погружной нагреватель из ПТФЭ требует испытаний на совместимость с жидкостью перед вводом его в эксплуатацию.
Почему стандартных диаграмм недостаточно
Таблица совместимости оценивает материал как отличный, хороший, удовлетворительный или нерекомендуемый для конкретного химического вещества. Рейтинг основан на стандартных условиях испытаний,-обычно при температуре окружающей среды и определенном периоде воздействия. Он не учитывает температуру, концентрацию и продолжительность фактического применения.
Запатентованная формула может содержать несколько компонентов, каждый из которых по-своему влияет на ПТФЭ. Комбинация может быть более агрессивной, чем любой отдельный компонент. На графике нет записи для комбинации.
Технологический поток может содержать загрязняющие вещества-ионы металлов, органические остатки или продукты разложения-, которые ускоряют проникновение или окисление. Этих примесей нет в таблице.
| Ограничение | Пример | Риск |
|---|---|---|
| Никаких фирменных составов | Чистящая смесь X | Неизвестная скорость проникновения |
| Никаких смесей | ПАВ + растворитель | Синергетическая атака |
| Никаких загрязнений | Растворенное железо, 100 ppm | Каталитическое окисление |
| Нет температурного воздействия | 85 градусов против. 25 градусов | 8× скорость проникновения |
| Нет данных о продолжительности | 6 месяцев вместо. 1 недели | Долгосрочная-деградация |
Ограничения стандартных диаграмм совместимости для нестандартных приложений
Что включает в себя тестирование совместимости жидкостей
При испытаниях на совместимость жидкостей материал нагревателя из ПТФЭ подвергается воздействию фактической технологической жидкости в репрезентативных условиях. В ходе испытания измеряется влияние жидкости на вес, размеры, механические свойства и диэлектрическую прочность полимера.
Простое испытание предполагает погружение образца ПТФЭ в технологическую жидкость при рабочей температуре на определенный период-обычно 30–90 дней. Образец взвешивается и измеряется до и после. Значительное увеличение веса указывает на абсорбцию или проникновение. Потеря веса указывает на выщелачивание или деградацию. Изменение размеров свидетельствует о набухании или усадке.
Более комплексное испытание включает в себя электрические испытания. Сопротивление изоляции нагревателя образца измеряется до, во время и после воздействия. Снижение сопротивления изоляции указывает на то, что жидкость проникает в полимер и достигает внутренних компонентов.
| Метод испытания | Что он измеряет | Продолжительность | Индикация |
|---|---|---|---|
| Изменение веса | Абсорбция, выщелачивание | 30–90 дней | Скорость проникновения |
| Изменение размеров | Набухание, усадка | 30–90 дней | Совместимость полимеров |
| Изменение твердости | Размягчение, охрупчивание | 30–90 дней | Химическая атака |
| Сопротивление изоляции | Проникновение жидкости | Непрерывный | Целостность барьера |
| Диэлектрическая прочность | Электрический пробой | Конец теста | Запас прочности |
Методы испытаний на совместимость жидкостей для погружных нагревателей из ПТФЭ
Когда необходимо тестирование
Тестирование необходимо, когда технологическая жидкость является запатентованной, если она содержит несколько компонентов, если она содержит загрязняющие вещества или когда рабочая температура близка к верхнему пределу для ПТФЭ.
Тестирование также необходимо, если нагреватель имеет нестандартную конструкцию-нестандартную конфигурацию, другую толщину оболочки или другой сорт полимера-поскольку стандартные данные о совместимости могут быть неприменимы к новой конструкции.
| Состояние | Требуется тестирование | Причина |
|---|---|---|
| Собственная формула | Да | Неизвестные компоненты |
| Многокомпонентная-смесь | Да | Синергетические эффекты |
| Загрязненный технологический поток | Да | Каталитические эффекты |
| Temperature >80 градусов | Да | Ускоренное проникновение |
| Толщина оболочки по индивидуальному заказу | Да | Различные пути проникновения |
| Стандартная химия, стандартный дизайн | Нет | Данные диаграммы применимы |
Условия, требующие проверки совместимости жидкостей для погружных нагревателей из ПТФЭ
Интерпретация результатов испытаний
Результаты испытаний определяют, подходит ли ПТФЭ-нагреватель для данного применения. Увеличение веса менее 1% и отсутствие изменений в размерах или твердости указывают на хорошую совместимость. Увеличение веса на 1–3 % или небольшое изменение размеров указывает на умеренную совместимость с ожидаемым более коротким сроком службы. Увеличение веса более 3% или значительное изменение твердости указывает на плохую совместимость и высокий риск преждевременного выхода из строя.
Проверка сопротивления изоляции является наиболее прямым показателем целостности барьера. Стабильные показания в течение всего периода испытаний указывают на то, что жидкость не проникает в полимер. Снижение показаний указывает на то, что происходит проникновение и нагреватель в конечном итоге выйдет из строя.
Когда тестирование выявляет несовместимость
Если тест показывает, что жидкость несовместима с ПТФЭ, можно заменить жидкость, заменить материал нагревателя или согласиться на более короткий срок службы с более частой заменой. Для замены материала нагревателя может потребоваться другой полимер или другая конструкция нагревателя.
Специальная конфигурация погружного нагревателя из ПТФЭ с более толстыми оболочками, меньшей удельной мощностью или другим сортом полимера может быть более совместима с технологической жидкостью. Для процесса спецификации требуется состав жидкости, рабочая температура, результаты испытаний и требуемая мощность.
