Μπορεί ένας θερμαντήρας εμβάπτισης PTFE να λειτουργεί σε υγρά καθαρισμού με βάση διαλύτες-;

Ένας κατασκευαστής ανταλλακτικών ακριβείας τοποθέτησε έναν θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE σε μια δεξαμενή καθαρισμού με βάση-διαλύτες. Ο διαλύτης ήταν ένας χλωριωμένος υδρογονάνθρακας που χρησιμοποιήθηκε για την αφαίρεση ελαίων μηχανικής επεξεργασίας και υπολειμμάτων ροής. Ο θερμαντήρας βαθμολογήθηκε για τη θερμοκρασία και την πυκνότητα watt. Απέτυχε μετά από τρεις μήνες-όχι από χημική επίθεση στο PTFE, αλλά από διείσδυση διαλύτη που υποβάθμισε τη μόνωση MgO και προκάλεσε σφάλμα γείωσης. Το πολυμερές ήταν άθικτο. Η θερμάστρα δεν ήταν.

Τα υγρά καθαρισμού με{0}}διαλύτες παρουσιάζουν διαφορετική πρόκληση από τις υδατικές χημικές ουσίες. Οι περισσότεροι διαλύτες δεν επιτίθενται χημικά στο PTFE, αλλά διαπερνούν το πολυμερές πιο εύκολα από το νερό. Το χαμηλό ιξώδες και η υψηλή τους διαχυτικότητα τους επιτρέπουν να διεισδύουν στο περίβλημα γρηγορότερα, φτάνοντας τη μόνωση MgO σε μήνες και όχι σε χρόνια. Το αποτέλεσμα είναι μια ταχεία μείωση της αντίστασης μόνωσης και ενδεχόμενη ηλεκτρική βλάβη.

Γιατί οι διαλύτες διαπερνούν το PTFE πιο γρήγορα από το νερό

Η διείσδυση είναι μια διαδικασία διάχυσης. Τα μόρια κινούνται μέσα από τη μήτρα του πολυμερούς συμπιέζοντας μεταξύ των αλυσίδων. Τα μικρότερα μόρια διαχέονται πιο γρήγορα. Τα μόρια που έχουν συγγένεια με το πολυμερές-παρόμοιες παραμέτρους διαλυτότητας-διαχέονται επίσης πιο γρήγορα.

Το νερό είναι ένα μικρό μόριο, αλλά είναι πολικό και έχει χαμηλή συγγένεια με τη μη πολική μήτρα PTFE. Διεισδύει αργά. Οι περισσότεροι οργανικοί διαλύτες είναι μη πολικοί ή ήπια πολικοί και έχουν υψηλότερη συγγένεια για το PTFE. Διαλύονται στην επιφάνεια του πολυμερούς πιο εύκολα και διαχέονται μέσω της μήτρας πιο γρήγορα.

Οι χλωριωμένοι διαλύτες όπως το μεθυλενοχλωρίδιο, το τριχλωροαιθυλένιο και το υπερχλωροαιθυλένιο είναι ιδιαίτερα επιθετικά διαπεραστικά. Το μικρό μοριακό τους μέγεθος και η μέτρια συγγένεια για το PTFE τους επιτρέπουν να διεισδύουν στο περίβλημα σε εβδομάδες ή μήνες.

Ρυθμοί διείσδυσης διαλύτη μέσω PTFE και η επίδρασή τους στην αντίσταση μόνωσης

Η επίδραση της θερμοκρασίας στη διαπέραση διαλύτη

Η θερμοκρασία επιταχύνει τη διείσδυση του διαλύτη με τον ίδιο τρόπο που επιταχύνει τη διείσδυση του νερού. Κάθε αύξηση κατά 10 μοίρες διπλασιάζει περίπου τον ρυθμό διάχυσης. Ένας διαλύτης που χρειάζεται δώδεκα μήνες για να διεισδύσει σε ένα περίβλημα στους 40 βαθμούς μπορεί να το διεισδύσει σε έξι μήνες στους 50 βαθμούς και τρεις μήνες στους 60 βαθμούς.

Οι δεξαμενές καθαρισμού με διαλύτες λειτουργούν συχνά σε υψηλές θερμοκρασίες για τη βελτίωση της απόδοσης καθαρισμού. Μια δεξαμενή στους 60–70 βαθμούς είναι ιδιαίτερα απαιτητική για τους θερμαντήρες εμβάπτισης από PTFE, επειδή ο συνδυασμός υψηλής διαχυσιμότητας και αυξημένης θερμοκρασίας επιταχύνει τη διείσδυση.

Διαπερατότητα διαλύτη και διάρκεια ζωής ως συνάρτηση της θερμοκρασίας λειτουργίας

Γιατί η διαπέραση των διαλυτών είναι πιο επιζήμια από τη διαπέραση του νερού

Η διείσδυση του νερού μειώνει την αντίσταση μόνωσης αλλά δεν προσβάλλει χημικά το MgO. Η διείσδυση του διαλύτη είναι διαφορετική. Πολλοί οργανικοί διαλύτες αντιδρούν ή διαλύουν το πληρωτικό MgO, δημιουργώντας αγώγιμα μονοπάτια και διαβρωτικά είδη.

Οι χλωριωμένοι διαλύτες μπορούν να αποσυντεθούν σε υψηλές θερμοκρασίες σε επαφή με το MgO, απελευθερώνοντας υδροχλωρικό οξύ. Το οξύ προσβάλλει το MgO και το στοιχείο αντίστασης, προκαλώντας ταχεία υποβάθμιση. Ο θερμαντήρας αποτυγχάνει από μέσα προς τα έξω, παρόλο που η θήκη PTFE φαίνεται ανέπαφη.

Ο διαλύτης που φτάνει στο MgO δημιουργεί επίσης κίνδυνο πυρκαγιάς. Οι οργανικοί διαλύτες είναι εύφλεκτοι και ένας θερμαντήρας που έχει απορροφήσει διαλύτη στη μόνωση του μπορεί να αναφλεγεί εάν το στοιχείο υπερθερμανθεί. Αυτό αποτελεί ανησυχία για την ασφάλεια καθώς και για την αξιοπιστία.

Πρακτικές κατευθυντήριες οδηγίες για την υπηρεσία διαλυτών

Οι θερμαντήρες εμβάπτισης από PTFE δεν είναι κατάλληλοι για όλες τις εφαρμογές καθαρισμού με διαλύτες-. Για διαλύτες με χαμηλούς ρυθμούς διείσδυσης-όπως το νερό-αναμίξιμες αλκοόλες και ήπιες κετόνες σε μέτριες θερμοκρασίες-το PTFE μπορεί να είναι αποδεκτό με προσεκτική παρακολούθηση. Για χλωριωμένους διαλύτες, αρωματικούς διαλύτες και λειτουργία σε υψηλές{6} θερμοκρασίες, το PTFE δεν συνιστάται.

Σε αυτές τις εφαρμογές, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη εναλλακτικά υλικά. Ο χαλαζίας είναι ανθεκτικός στους περισσότερους διαλύτες και έχει χαμηλότερη διαπερατότητα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316L είναι ανθεκτικός σε πολλούς διαλύτες αλλά μπορεί να διαβρωθεί σε χλωριωμένα περιβάλλοντα. Το τιτάνιο είναι ανθεκτικό στους περισσότερους διαλύτες αλλά είναι ακριβό.

Καταλληλότητα PTFE και εναλλακτικές λύσεις για υγρά καθαρισμού με βάση διαλύτες-

Παρακολούθηση και Συντήρηση στην Υπηρεσία Διαλυτών

Εάν χρησιμοποιείται PTFE στην υπηρεσία διαλυτών, η παρακολούθηση της αντίστασης μόνωσης είναι απαραίτητη. Μια μηνιαία δοκιμή μεγομόμετρου αποκαλύπτει την τάση διείσδυσης. Μια μείωση άνω του 20% από την αρχική τιμή υποδηλώνει ότι ο διαλύτης φθάνει το MgO.

Το περίβλημα του τερματικού θα πρέπει να σφραγίζεται και να αερίζεται για να αποτρέπεται η συσσώρευση ατμών διαλύτη. Οι ατμοί του διαλύτη είναι βαρύτεροι από τον αέρα και μπορούν να συσσωρευτούν σε χαμηλά-περιβλήματα. Ένας σωστός εξαερισμός ή καθαρισμός μειώνει τον κίνδυνο εισροής ατμών και πυρκαγιάς.

Ο τακτικός καθαρισμός της θήκης αφαιρεί υπολείμματα διαλύτη και εναποθέσεις που μπορούν να επιταχύνουν τη διείσδυση. Αρκούν ένα μαλακό πανί και ένας συμβατός διαλύτης. Ο λειαντικός καθαρισμός καταστρέφει την επιφάνεια PTFE και δημιουργεί θέσεις πυρήνων για περαιτέρω διείσδυση.

Όταν το PTFE δεν είναι η σωστή επιλογή

Το PTFE δεν είναι η σωστή επιλογή για υγρά καθαρισμού με βάση-διαλύτες σε υψηλές θερμοκρασίες, για χλωριωμένους ή αρωματικούς διαλύτες ή για εφαρμογές όπου ο κίνδυνος πυρκαγιάς προκαλεί ανησυχία. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο χαλαζίας ή ο ανοξείδωτος χάλυβας μπορεί να είναι πιο κατάλληλος, ανάλογα με τον διαλύτη και τη θερμοκρασία λειτουργίας.

Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με παχύτερα περιβλήματα και σφραγισμένα περιβλήματα ακροδεκτών επεκτείνει τη διάρκεια ζωής σε ήπια λειτουργία διαλύτη, αλλά δεν μπορεί να ξεπεράσει τους θεμελιώδεις περιορισμούς διείσδυσης του PTFE σε επιθετικούς διαλύτες. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τη σύνθεση του διαλύτη, τη θερμοκρασία λειτουργίας και το ιστορικό διείσδυσης προηγούμενων θερμαντήρων.