Temir sulfat muhiti
Temir sulfat eritmalari po'latni tuzlashda, titanium dioksid pigmentini ishlab chiqarishda va metallni pardozlashda etchants sifatida ishlatiladi. Eritmada Fe₂(SO₄)₃ shaklida 50-200 g/L konsentratsiyali temir temir bor, erkin sulfat kislota 20-100 g/l, 60-90 darajada ishlaydi. Temir ionining kuchli oksidlovchi kuchi va sulfat kislotaning kislotaligi kombinatsiyasi ko'plab materiallar uchun agressiv muhit yaratadi.
G'ovaklikni yo'qotish uchun-fenolik yoki furan qatroni bilan singdirilgan o'tkazmaydigan grafit-bu xizmatdagi issiqlik almashtirgichlar uchun keng qo'llaniladi. Grafitning o'zi ham sulfat kislotaga, ham temir sulfatga qarshilik ko'rsatadi. Biroq, emdiruvchi qatron bu qarshilikka ega emas. Vaqt o'tishi bilan yuqori haroratda temir sulfat eritmasi qatronni oksidlaydi, bu esa progressiv degradatsiyaga olib keladi.
PTFE ning parchalanishi uchun singdirilgan qatronlar yo'q. Butun material temir sulfat va sulfat kislotaga kimyoviy jihatdan inertdir. Ushbu xizmatda o'tkazmaydigan grafit va PTFE o'rtasidagi taqqoslash, birlashtiruvchi asta-sekin ishlamay qolgan kompozit material va texnologik suyuqlik bilan kimyoviy reaksiyaga kirisha olmaydigan bir hil material o'rtasida.
Qatronlar degradatsiyasi mexanizmi
O'tkazmaydigan grafit g'ovakli grafitni vakuum va bosim ostida-odatda fenolik yoki furan- bilan termoset qatroni bilan singdirish orqali ishlab chiqariladi. Qatronlar o'zaro bog'langan teshiklarni to'ldiradi, bu materialni suyuqliklarni qayta ishlash uchun o'tkazmaydigan qiladi. Grafit issiqlik o'tkazuvchanligini va kimyoviy qarshilikni ta'minlaydi. Qatronlar o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi.
Temir sulfat oksidlanish orqali qatronga hujum qiladi. Temir ioni (Fe³⁺) kuchli oksidlovchi hisoblanadi. U qatron polimeridan vodorodni ajratib olib, erigan kislorod bilan reaksiyaga kirishib, karbonil va karboksil guruhlarini hosil qiluvchi erkin radikallarni hosil qiladi. Oksidlangan qatron mo'rt bo'ladi. Mikro-yorilishlar rivojlanadi. Yoriqlar yangi qatron yuzasini eritmaga ochib, hujumni davom ettiradi.
Qatronlar pasayganda, bir nechta nosozlik usullari rivojlanadi. Qatronlar{1}}grafit aloqasi zaiflashadi va grafit zarralari jarayon oqimiga chiqishi mumkin. Sirtdan qatronning yo'qolishi sirt g'ovakligini hosil qiladi, haqiqiy sirt maydonini oshiradi va keyingi hujumni tezlashtiradi. Oxir-oqibat, quvur devori orqali o'zaro bog'langan g'ovaklik paydo bo'ladi va texnologik suyuqlik issiqlik almashtirgich devori orqali oqib chiqadi.
| Degradatsiya parametri | O'tkazmaydigan grafit (fenol qatroni) | O'tkazmaydigan grafit (Furan qatroni) | PTFE |
|---|---|---|---|
| Birlashtiruvchi/material tuzilishi | Grafit matritsasidagi fenolik qatron | Grafit matritsasidagi furan qatroni | Bir hil floropolimer |
| Birlashtiruvchi oksidlanishga qarshilik | Kambag'al (Fe³⁺ tomonidan hujumga uchragan) | O'rtacha (fenoldan yaxshiroq) | Yo'q (bog'lovchi yo'q) |
| Fe₂(SO₄)₃ da 80 gradusda qatron degradatsiyasi darajasi | 0,1-0,3 mm/yil (sirt retsessiyasi) | Yiliga 0,05-0,15 mm | 0 |
| Grafit zarrachalarining chiqishi | Ha (qatronlar pasayganda) | Ha (pastlangan stavka) | Yo'q |
| 2 yildan keyin sirt holati | Gözenekli, qo'pol | O'rtacha qo'pol | Silliq, o'zgarmas |
| 3-5 yildan keyin o'tkazuvchanlik | Devordan oqish- orqali rivojlanishi mumkin | Devordan oqish- orqali rivojlanishi mumkin | Hech qachon (nol o'tkazuvchanlik) |
| Xizmat muddati Fe₂(SO₄)₃ da 80 daraja (yil) | 3-6 | 5-8 | 15+ |
Eroziya{0}}Kompozit degradatsiyasi haqida fikr-mulohazalar
Qatronlar degradatsiyasi sirt porozligini hosil qiladi. G'ovakli sirt asl qatron{1}}singdirilgan sirtdan mexanik jihatdan zaifroq. Oqimli temir sulfat eritmasida gözenekli sirt silliq, o'tkazmaydigan sirtga qaraganda tezroq eroziyalanadi. Eroziya buzilgan qatron va qisman ajratilgan grafit zarralarini olib tashlaydi, yangi materialni kimyoviy hujumga ta'sir qiladi.
Bu teskari aloqa zanjiri-g'ovaklik hosil qiluvchi kimyoviy hujum, eroziyani tezlashtiradigan g'ovaklik, eroziyaning yangi yuzalarni-ochib qo'yishi o'tkazmaydigan grafitning parchalanish tezligining o'zi taxmin qilgan kimyoviy oksidlanish tezligidan tezroq ekanligini bildiradi. Birlashtirilgan kimyo{3}}mexanik buzilish haqiqiy xizmat muddatini aniqlaydi.
PTFEda bunday fikr-mulohaza yo'q. Bir hil polimer yuzasi oqim ostida sekin va bir xilda eroziyalanadi, materialning yo'qolishiga kimyoviy hissa qo'shmaydi. Eroziya tezligi faqat suyuqlik tezligi va har ikkala materialga ta'sir etuvchi-amillar, lekin faqat grafitda kimyoviy ta'sir ko'rsatadigan har qanday to'xtatilgan qattiq moddalarning abrazivligi bilan belgilanadi.
Xulosa
PTFE issiqlik almashinuvchilari issiq temir sulfat eritmalarida o'tkazmaydigan grafitdan ustundir, chunki PTFE oksidlanish uchun qatron biriktiruvchisi bo'lmagan bir hil materialdir. O'tkazmaydigan grafit singdirilgan fenolik yoki furan qatroniga tayanadi, u asta-sekin oksidlovchi temir ioni tomonidan ta'sirlanadi, bu esa eroziyani tezlashtiradigan va oxir-oqibat-devordan oqishiga olib keladigan sirt g'ovakligini hosil qiladi. PTFE silliq, kimyoviy jihatdan inert sirtni ta'minlaydi, u faqat sekin mexanik eroziya bilan buziladi va o'tkazmaydigan grafit uchun 3-8 yilga nisbatan 15+ yil xizmat qiladi.
Temir sulfat va boshqa oksidlovchi eritma ilovalarida PTFE issiqlik almashinuvchisi spetsifikatsiyasi uchun muhandislik yordami eritma tarkibi, harorat, oqim tezligi va joriy uskunaning xizmat qilish muddati ma'lumotlarini taqdim etgandan so'ng mavjud.
