Aqua Regia umhverfið
Blandað saltpéturs-saltsýra-vatnsvatn í hlutfallinu 1:3 HNO₃:HCl-er ein af fáum efnablöndum sem geta leyst upp gull og platínu. Það er notað við hreinsun góðmálma, hálfleiðaraætingu og sérhæfða málmfrágang. Sambland af sterku oxunarefni (HNO₃) og fléttuefni (HCl, sem gefur Cl⁻) ræðst á næstum alla málma.
Platínu-húðað níóbím er ein af fáum málmbyggingum sem geta lifað af þessu umhverfi. Þunnt lag af platínu-venjulega 0,1-0,25 mm á þykkt - er málmfræðilega tengt við niobium undirlag. Platínan veitir tæringarþol. Níóbínið veitir byggingarstyrk og lægri kostnað en solid platína. Þessi samsetta smíði er dýr, sérhæfð og endanleg í lífinu.
PTFE er ónæmur fyrir aqua regia. Samanburðurinn er á dýru eðalmálmi samsettu efni með takmarkaðan endingartíma og ódýrri fjölliðu með óákveðinn efnalíftíma.
Bilunarkerfi platínuklæðningar
Platína þolir vatnsból við hóflegt hitastig. Hins vegar er klæðningin aldrei fullkomlega samfelld. Smásæ göt, rispur frá tilbúningi eða þjónustu og dreifingarsvæði við platínu-níóbímviðmótið búa til leiðir fyrir sýruna til að ná til nióbíumhvarfsins.
Þegar sýran kemst í snertingu við níóbínið verður hröð tæring. Níóbín hefur nokkra viðnám gegn saltpéturssýru en er ráðist af HCl, sérstaklega í nærveru oxunarefna. Tæringin fer undir platínuklæðninguna og veldur því að hún losnar í flögum eða blöðrum. Óvarið svæði stækkar og skiptibúnaðurinn bilar.
Bilunin er oft skyndilega-klæðningin virðist ósnortinn þar til blaðra springur eða gat kemst í níóbíum. Þegar undirlagið hefur verið afhjúpað verður að fjarlægja skiptarann og skila til framleiðanda til endur-klæðningar, ferli sem kostar 50-80% af nýrri einingu.
| Þjónustulífbreyta | Platínu-húðað níóbín | PTFE |
|---|---|---|
| Tæringarvarnarbúnaður | Platínuklæðning (0,1-0,25 mm) | Innbyggður C-F tengistöðugleiki |
| Hætta á galla í klæðningu | Pinholes, rispur, dreifingarsvæði | N/A (einsleitt) |
| Bilunarhamur | Inngangur klæðningar → tæring á níóbíum undirlagi | Smám saman skriðþynning |
| Þjónustulíf í vatni við 60 gráður (ár) | 3-8 (háð klæðningu) | 15+ |
| Viðgerðaraðferð | Verksmiðjuendur-klæðning (vikur) | Stengja vettvangsrör (klst.) |
| Efniskostnaður (hlutfallslegur) | 30-50× | 1× |
Hitatakmörkunin
Tæringarþol platínuklæðningarinnar minnkar eftir því sem hitastigið hækkar. Við 60 gráður er endingartími platínu-klæddra níóbíums í vatnsvatni 3-8 ár. Við 80 gráður styttist líftíminn í 2-4 ár. Við suðuhita (u.þ.b. 110 gráður fyrir vatnsból) er líklegt að hröð bilun verði.
PTFE hefur ekki áhrif á hitastig innan 260 gráðu mörkanna. Þjónustulífið í vatnsbaði er óháð hitastigi. Skiptinn virkar við 60 gráður, 80 gráður eða 110 gráður með sömu efnafræðilegu tregðu. Vélrænni skriðlífið styttist við hærra hitastig en er áfram-takmarkandi þátturinn, ekki efnaárás.
Kosturinn við viðgerðir á sviði
Þegar platínu-klæddur skiptibúnaður bilar verður að fjarlægja hann og senda hann til endur-verksmiðjuklæðningar. Niðurtíminn er vikur. Framleiðsla er rofin nema varaskipti sé til staðar. Kostnaður við varahlutinn og tapaða framleiðslu dvergar endur-klæðningarkostnaðinn.
Þegar PTFE skiptari myndast leka-venjulega eftir margra ára þynningu-er hægt að stinga viðkomandi rör í reitinn. Skiptinn fer aftur í notkun innan nokkurra klukkustunda. Viðgerðin er unnin af viðhaldsstarfsmönnum verksmiðjunnar með stöðluðum verkfærum. Ekki er krafist verksmiðjuskila.
Samantekt
PTFE varmaskiptar endist platínu-húðað níóbíum í blönduðu HNO₃-HCl ætingu vegna þess að einsleita flúorfjölliðan hefur enga klæðningu sem bilar. Platínuklæðning er viðkvæm fyrir götum, rispum og útbreiðslu-göllum sem valda hraðri tæringu á niobium undirlaginu. PTFE veitir 15+ ára endingartíma við öll hitastig innan einkunnar þess, kostar brot af góðmálmblöndunni og er hægt að gera við á vettvangi.
Verkfræðiaðstoð fyrir PTFE-varmaskiptaforskriftir í vatnavatns- og blönduðu sýruætu er fáanlegur þegar framvísað er sýruhlutföllum, rekstrarhitastigi og núverandi endingartíma búnaðar og viðgerðarsögu.
