Et kemisk anlæg bestilte en ikke-standard PTFE dykvarmer til en proprietær rengøringsformulering. Formuleringen indeholdt en blanding af overfladeaktive midler, chelateringsmidler og en lille koncentration af et fluoreret opløsningsmiddel. Varmelegemet er designet til den angivne temperatur og watt-tæthed. Det mislykkedes efter seks uger. PTFE-kappen viste overfladeblødgøring og mikrorevner, og isolationsmodstanden var faldet til 4 MΩ. Den proprietære formulering indeholdt en komponent, der gennemtrængede og nedbryde PTFE hurtigere end de forudsagte standardkompatibilitetsdata.
Standardskemaer for kemisk kompatibilitet dækker almindelige industrielle kemi-syrer, baser, opløsningsmidler og oxidationsmidler. De dækker ikke proprietære formuleringer, blandinger eller processtrømme med ukendte kontaminanter. For disse kræver en ikke-standard PTFE el-varmelegeme væskekompatibilitetstestning, før den tages i brug.
Hvorfor standarddiagrammer er utilstrækkelige
Et kompatibilitetsskema vurderer et materiale som fremragende, godt, rimeligt eller ikke anbefalet til et specifikt kemikalie. Bedømmelsen er baseret på standardtestbetingelser-typisk omgivelsestemperatur og en defineret eksponeringsperiode. Det tager ikke højde for temperaturen, koncentrationen og varigheden af den faktiske anvendelse.
En proprietær formulering kan indeholde flere komponenter, hver med sin egen effekt på PTFE. Kombinationen kan være mere aggressiv end nogen enkelt komponent. Diagrammet har ingen indgang for kombinationen.
En processtrøm kan indeholde forurenende stoffer-metalioner, organiske rester eller nedbrydningsprodukter-, der fremskynder permeation eller oxidation. Disse forurenende stoffer er ikke i diagrammet.
| Begrænsning | Eksempel | Risiko |
|---|---|---|
| Ingen proprietære formuleringer | Rengøringsblanding X | Ukendt permeationshastighed |
| Ingen blandinger | Overfladeaktivt middel + opløsningsmiddel | Synergistisk angreb |
| Ingen forurenende stoffer | Opløst jern, 100 ppm | Katalytisk oxidation |
| Ingen temperaturpåvirkning | 85 grader vs . 25 grader | 8× permeationshastighed |
| Ingen varighedsdata | 6 måneder vs. . 1 uge | Langsigtet-forringelse |
Begrænsninger af standardkompatibilitetsdiagrammer for ikke-standardapplikationer
Hvad væskekompatibilitetstest involverer
Væskekompatibilitetstestning udsætter PTFE-varmermaterialet for den faktiske procesvæske under repræsentative forhold. Testen måler væskens effekt på polymerens vægt, dimensioner, mekaniske egenskaber og dielektriske styrke.
En simpel test involverer nedsænkning af en PTFE-prøve i procesvæsken ved driftstemperaturen i en defineret periode -typisk 30-90 dage. Prøven vejes og måles før og efter. En betydelig vægtøgning indikerer absorption eller permeation. Et vægttab indikerer udvaskning eller nedbrydning. En ændring i dimensioner indikerer hævelse eller krympning.
En mere omfattende test inkluderer elektrisk test. Isolationsmodstanden for en prøvevarmer måles før, under og efter eksponering. Et fald i isolationsmodstanden indikerer, at væsken trænger ind i polymeren og når de indre komponenter.
| Testmetode | Hvad det måler | Varighed | Tegn |
|---|---|---|---|
| Vægtændring | Absorption, udvaskning | 30-90 dage | Permeationshastighed |
| Dimensionsændring | Hævelse, krympning | 30-90 dage | Polymer kompatibilitet |
| Hårdhedsændring | Blødgøring, skørhed | 30-90 dage | Kemisk angreb |
| Isoleringsmodstand | Væskeindtrængning | Sammenhængende | Barriere integritet |
| Dielektrisk styrke | Elektrisk nedbrud | Slut på prøve | Sikkerhedsmargin |
Væskekompatibilitetstestmetoder for PTFE-dyppevarmere
Når test er påkrævet
Testning er påkrævet, når procesvæsken er proprietær, når den indeholder flere komponenter, når den indeholder forurenende stoffer, eller når driftstemperaturen er tæt på den øvre grænse for PTFE.
Test er også påkrævet, når varmeren er et ikke-standarddesign-en brugerdefineret konfiguration, en anden kappetykkelse eller en anden polymerkvalitet-fordi standardkompatibilitetsdataene muligvis ikke gælder for det nye design.
| Tilstand | Test påkrævet | Årsag |
|---|---|---|
| Proprietær formulering | Ja | Ukendte komponenter |
| Multi-komponentblanding | Ja | Synergistiske effekter |
| Forurenet processtrøm | Ja | Katalytiske effekter |
| Temperature >80 grader | Ja | Accelereret gennemtrængning |
| Brugerdefineret kappetykkelse | Ja | Forskellig gennemtrængningsvej |
| Standard kemi, standard design | Ingen | Diagramdata gælder |
Forhold, der kræver væskekompatibilitetstest for PTFE-dyppevarmere
Fortolkning af testresultater
Testresultaterne afgør, om PTFE-varmeren er egnet til anvendelsen. En vægtøgning på mindre end 1 % og ingen ændring i dimensioner eller hårdhed indikerer god kompatibilitet. En vægtøgning på 1-3 % eller en lille dimensionsændring indikerer moderat kompatibilitet, med en kortere levetid forventet. En vægtøgning på over 3 % eller en væsentlig ændring i hårdhed indikerer dårlig kompatibilitet og en høj risiko for for tidlig svigt.
Isolationsmodstandstesten er den mest direkte indikator for barriereintegritet. En stabil aflæsning over testperioden indikerer, at væsken ikke trænger ind i polymeren. En faldende aflæsning indikerer, at der forekommer permeation, og varmeren vil til sidst svigte.
Ved test afslører inkompatibilitet
Hvis testen afslører, at væsken er inkompatibel med PTFE, er mulighederne at skifte væsken, skifte varmelegemematerialet eller acceptere en kortere levetid med hyppigere udskiftning. Ændring af varmelegemematerialet kan kræve en anden polymer eller et andet varmelegemedesign.
En tilpasset PTFE-dyppevarmerkonfiguration med tykkere hylstre, lavere watt-densitet eller en anden polymerkvalitet kan være mere kompatibel med procesvæsken. Specifikationsprocessen kræver væskesammensætningen, driftstemperaturen, testresultaterne og den nødvendige watt.
