כיצד מחליף חום PTFE עומד בפני קורוזיה כספית אמלגם בכלור-לחימום תאי אלקלי?
השאר הודעה
הסיכון של זיהום כספית
במפעלי כלור-אלקלי המשתמשים בטכנולוגיית תאי כספית, כלור ונתרן הידרוקסיד מיוצרים על ידי העברת זרם חשמלי דרך תמיסה של מים ומלח כאשר כספית יסודית משמשת כקתודה. התמיסה במחזור כוללת רמות עקבות של כספית מומסת, בדרך כלל 1 עד 20 חלקים למיליון, אך עם יציאות מדי פעם לריכוזים גבוהים יותר באופן משמעותי. התקפת כספית על כל מחליף חום מתכתי במגע עם מי מלח זה אפשרי.
כספית תוקפת מתכות על ידי מיזוג, יצירת סגסוגות של כספית והמתכת. אלומיניום חלש מאוד. נחושת, ניקל, אבץ ועופרת מתמוססים במהירות בכספית. אפילו נירוסטה וטיטניום יחוו התפרקות על ידי כספית, או התפרקות מתכת נוזלית, כאשר כספית מרטיבת את פני השטח עם פגמים בסרט הפסיבי. ההתקפה מהירה, מפתיעה והרת אסון כשהיא מכה.
כספית אינה משפיעה על PTFE. לפלואורופולימר אין מרכיב מתכתי שכספית יכולה להתמזג איתו. כספית לא מרטיבה את משטח ה-PTFE וזווית המגע של כספית על PTFE היא כ-150 מעלות, אחד הערכים הגדולים ביותר עבור כל זוג חומרים. הכספית מתגלגלת ומתגלגלת מבלי לגעת בחומר הבסיסי.
תהליך מיזוג מרקורי
שבירת מתכת נוזלית על ידי כספית היא תהליך מרובה-שלבים. הכספית חייבת תחילה להשרות את משטח המתכת, מה שדורש קרע של סרט התחמוצת הפסיבי, בין אם על ידי נזק מכני, פירוק כימי או לחץ תרמי. הכספית מתפשטת במהירות לאורך גבולות התבואה כאשר היא נוגעת במתכת חשופה. אטומי הכספית משחררים את הקשרים בין הגרגרים. המתכת מאבדת את החוזק המכני שלה ותישבר תחת כוחות הרבה מתחת לנקודת התפוקה הרגילה שלה.
התהליך הוא-כשל מהיר שיכול להתרחש בין דקות לשעות של אינטראקציה עם כספית. שריטה בציפוי הפסיבי של מחליף חום מנירוסטה החשוף לכספית המכילה תמלחת עלולה לגרום לכשל קטסטרופלי ללא אזהרה מוקדמת. מצב הכשל אינו ידוע, וההשלכות הן פריקה של כספית ותמלחת לסביבה.
| פרמטר מתקפת מרקורי | נירוסטה | טִיטָן | PTFE |
|---|---|---|---|
| הרטבת כספית | כן (בפגמים בסרט פסיבי) | כן (בפגמים) | לא (זווית מגע ~150 מעלות) |
| היווצרות אמלגם | לְמַתֵן | נמוך (TiO₂ מגן) | אין (ללא מתכת) |
| סיכון להתפרקות מתכת נוזלית | גבוה בפגמים | לְמַתֵן | אַף לֹא אֶחָד |
| חיזוי כישלון | נמוך (קטסטרופלי) | נָמוּך | לא רלוונטי (ללא מצב כשל) |
| חיי שירות במלח מזוהם-כספית | בלתי צפוי | בלתי צפוי | 15+ שנים |
יתרון בטיחות התהליך
ביטול הסיכון להתקפת כספית אינו רק בעיית חיי ציוד-זוהי בעיית בטיחות בתהליך. כשל קטסטרופלי במחליף חום המשחרר כספית-תמלחת מזוהמת מהווה סכנות סביבתיות ובריאותיות חמורות. כספית היא רעלן מתמשך ומצטבר ביולוגי. שחרור יכול להפעיל אכיפה רגולטורית, תיקון אתרים ואחריות לטווח ארוך-.
PTFE מספק בטיחות אינהרנטית נגד מצב כשל זה. החומר אינו יכול להיות מותקף על ידי כספית. אין מנגנון שבירות מתכת נוזלית. אין כשל קטסטרופלי מחשיפה לכספית. מחליף החום פועל בבטחה במשך כל חיי השירות שלו ללא קשר לריכוז הכספית במלח.
הטבת הפירוק והסילוק
מחליפי חום שהוסרו משירותי מלח מזוהמים-כספית נושאים שאריות כספית. מחליפי מתכת מזוהמים בכספית שחדרה למשטח המתכת-לא ניתן להסיר את הכספית לחלוטין על ידי ניקוי. יש לטפל במחליף המושקע ולהשליכו כפסולת מזוהמת-כספית, עם כל ההשלכות הרגולטוריות והעלות הנלוות.
PTFE אינו סופג כספית. הכספית נשארת על פני השטח כטיפות שניתן להסיר על ידי שטיפה בתמיסת פעילי שטח. ה-PTFE המזוהם נקי משאריות כספית. השלכה היא פשוטה-לא-פסולת תעשייתית מסוכנת או מיחזור.
תַקצִיר
מחליפי חום PTFE מתאימים באופן ייחודי לשירות תמלחת אלקלית-כלור מזוהם-כספית. הפלואורו-פולימר חסין בפני התמזגות כספית ומצבי כשל של מתכת נוזלית- ההופכים מחליפי מתכת בלתי צפויים ומסוכנים בסביבה זו. משטח ה-PTFE שאינו-מרטיב מונע מגע עם כספית. טיהור וסילוק מפושטים. עבור מפעלי תאי כספית העוברים מודרניזציה, מחליפי חום PTFE מספקים תחליף בטוח ואמין ליחידות מתכתיות פגיעות.
תמיכה הנדסית עבור שירות כספית מפרט מחליף חום PTFE זמין עם הגשת כימיית המלח, טווח ריכוזי הכספית, טמפרטורת הפעולה והיסטוריית תקלות הציוד הנוכחית.
