한 화학 공장 엔지니어가 공정조 목록을 검토하고 다음과 같은 간단한 질문을 했습니다. 이들 중 PTFE 침지 히터를 사용할 수 있는 것과 사용할 수 없는 것은 무엇입니까? 목록에는 황산, 염산, 질산, 불화수소산, 수산화나트륨, 크롬산, 용매 및 몇 가지 특수 제제가 포함되었습니다. 대답은 각각에 대해 단순한 예 또는 아니오가 아니었습니다. PTFE는 대부분의 조건에서 이러한 화학물질에 대한 내성을 갖습니다. 그러나 PTFE가 잘못된 선택이고 이를 사용하면 조기 실패로 이어지는 특정 환경이 있습니다.
PTFE는 일반적으로 화학적 내성이 보편적인 것으로 설명됩니다. 이러한 설명은 대부분의 산업 화학에 대해 정확합니다. 그러나 그것은 절대적이지 않습니다. PTFE 침지식 히터를 사용해서는 안 되는 환경에는 용융된 알칼리 금속, 불소 원소, 특정 고온-부식성 물질과 산화제의 조합 등 세 가지 범주가 있습니다.
용융된 알칼리 금속
용융된 나트륨, 칼륨 및 리튬은 PTFE와 격렬하게 반응합니다. 이 반응은 폴리머를 탈불소화하여 열을 방출하고 위험한 상태를 만듭니다. 이는 점진적인 분해가 아닙니다.-히터를 몇 초 만에 파괴할 수 있는 급속한 발열 반응입니다.
용융된 알칼리 금속은 도금이나 화학 처리에서는 일반적이지 않지만 특정 핵 및 야금 공정을 포함한 일부 특수 응용 분야에서는 사용됩니다. PTFE 침지 히터는 이러한 환경에 적합하지 않습니다.
원소 불소 및 강한 불소화제
원소 불소는 고온에서 PTFE를 공격합니다. 실온에서는 반응이 느립니다. 100도 이상에서는 불소가 폴리머를 탈불소화하여 반응성 표면을 생성하고 외장을 저하시킬 수 있습니다. 삼불화염소 및 기타 강력한 불소화제는 유사한 효과를 갖습니다.
불소 및 불소화제는 일부 반도체 및 특수 화학 공정에 사용됩니다. 이러한 환경에서는 PTFE가 올바른 선택이 아닙니다. 대신 니켈 또는 모넬 침지 히터가 종종 사용됩니다.
| 환경 | 온도 | 공격 메커니즘 | PTFE 적합성 | 대체 재료 |
|---|---|---|---|---|
| 용융 나트륨 | >100도 | 폭력적인 탈불소화 | 적합하지 않음 | 스테인레스 스틸, 니켈 |
| 용융 칼륨 | >100도 | 폭력적인 탈불소화 | 적합하지 않음 | 스테인레스 스틸, 니켈 |
| 원소 불소 | >100도 | 탈불소화 | 적합하지 않음 | 니켈, 모넬 |
| 삼불화염소 | >50도 | 탈불소화 | 적합하지 않음 | 니켈, 모넬 |
| 뜨거운 농축 가성 | >95도 | 표면 탈불소화 | 한계 – 적합하지 않음 | 티타늄, 316L |
| 뜨거운 농축 질산 | >100도 | 산화 | 가장자리 가의 | 실리콘 카바이드, 티타늄 |
PTFE 침지 히터가 적합하지 않은 환경
극한의 온도에서 고농축된 가성 물질
PTFE는 적당한 온도에서 부식성 용액에 저항합니다. 60~70도 및 농도가 20% 미만인 경우 공격은 무시할 수 있습니다. 95도 및 25% 농도에서 탈불소화 속도가 중요해집니다. 폴리머 표면이 저하되고 수개월 내에 외장이 손상됩니다.
이는 절대적인 금지 사항은 아닙니다.{0}}온도와 농도가 한도 내로 유지되거나 보호관 온도를 낮게 유지하기 위해 와트 밀도가 감소되는 경우 고온 부식성 서비스에 PTFE를 사용할 수 있습니다. 그러나 부식성 스펙트럼의 극단에서는 PTFE가 올바른 선택이 아닙니다.
고온 농축 산화산
PTFE는 적당한 온도에서 질산과 크롬산에 저항합니다. 90~100도 이상의 고농도 및 온도에서는 산화 속도가 가속화됩니다. 폴리머 표면이 저하되고 피복이 부서지기 쉽습니다.
이러한 환경에서는 탄화규소나 석영이 더 적합할 수 있습니다. 석영은 질산과 크롬산에 저항하지만 알칼리성 조건에는 저항하지 않습니다. 실리콘 카바이드는 두 가지 모두에 저항하지만 더 비쌉니다.
고온의 용매
PTFE는 실온에서 대부분의 용매에 저항합니다. 온도가 높아지면 폴리머에 대한 친화력이 높은 용매가 더 빠르게 침투합니다. 60~70도의 염소화 및 방향족 용제는 몇 주 또는 몇 달 안에 보호관에 침투할 수 있습니다.
PTFE는 고온 용제 서비스에 적합한 선택이 아닙니다.- 용매와 온도에 따라 석영 또는 스테인레스 스틸이 더 적합합니다.
PTFE가 미미한 경우 금지되지 않음
많은 환경은 완전한 금지가 아니라 PTFE 서비스 수명이 단축되는 한계 조건입니다. 고온 농축 가성, 고온-산화성 산 및 공격적인 용매가 이 범주에 속합니다. 이러한 환경에서는 PTFE를 신중하게 지정하여-낮은 와트 밀도, 두꺼운 외장, 빈번한 모니터링-을 통해 사용할 수 있지만 서비스 수명은 온화한 조건보다 짧습니다.
| 환경 | 상태 | PTFE 적합성 | 메모 |
|---|---|---|---|
| 수산화나트륨, 25% | 95도 | 권장되지 않음 | 티타늄이나 316L을 사용하세요. |
| 수산화나트륨, 15% | 80도 | 가장자리 가의 | 와트 밀도 감소 |
| 질산, 50% | 90도 | 가장자리 가의 | 와트 밀도 감소 |
| 크롬산, 20% | 80도 | 가장자리 가의 | 절연 저항 모니터링 |
| 염소계 용제 | 60도 | 권장되지 않음 | 석영을 사용 |
| 방향족 용매 | 70도 | 권장되지 않음 | 석영 또는 스테인레스 스틸을 사용하십시오. |
PTFE 침지 히터의 한계 및 금지 환경
표준 재료가 용도를 충족할 수 없는 경우
일부 화학적 환경은 PTFE와 호환되지 않으며 일반적인 대안과도 호환되지 않습니다. 산성과 알칼리성을 번갈아 사용하거나 산화종과 환원종을 모두 포함하는 욕조에는 최상의 재료가 하나도 없을 수 있습니다. 이러한 경우에는 -다른 폴리머, 특수 합금 또는 하이브리드 구조를 사용하는 맞춤형 접근 방식이 필요할 수 있습니다.
더 낮은 와트 밀도, 더 두꺼운 피복 및 향상된 흐름 접근을 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 PTFE의 범위를 한계 환경으로 확장합니다. 사양 프로세스에는 수조 화학, 농도, 온도 및 이전 히터의 고장 내역이 필요합니다. 여러 처리조가 있는 시설의 경우 이 애플리케이션{2}}별 접근 방식을 통해 PTFE를 사용할 수 있는 욕조와 대안이 필요한 욕조를 식별합니다.
