Kiinteiden natriumhydroksidihiutaleiden (NaOH, sulamispiste 318 astetta) sulaminen ylittää PFA:n jatkuvan käyttölämpötilan (max 200 astetta). PFA:ta ei voida käyttää kiinteän NaOH:n sulattamiseen. PFA ei kuitenkaan sovellu sulan NaOH:n pitämiseen 250–300 asteessa, -polymeeri pehmenee, hiipii ja hajoaa. NaOH-liuosten (50 % vesipitoinen, 80–120 astetta) lämmittämiseen PFA on erinomainen. Terävien kiteen reunojen mekaaniset vauriot ovat toissijainen huolenaihe: jopa huoneenlämpötilassa terävät NaOH-kiteet voivat naarmuttaa PFA:ta. Sulatessa kiteet katoavat, mutta lämpötila on liian korkea. Kiinteän NaOH-hiutalekuumentamiseen (esim. sulatukseen rumpulämmittimessä) käytä metallikuumentinta (teräs, Incoloy tai nikkeli), jossa on tarvittaessa suojapinnoite. PFA ei ole oikea materiaali sulan emäksen käyttöön yli 200 asteessa, riippumatta kiteiden hankaavasta vaikutuksesta.
PFA:n lämpötilarajat NaOH:ssa
PFA:n suurin jatkuva käyttölämpötila ilmassa on 200 astetta. 50 % NaOH-liuoksessa raja on 150–180 astetta pitoisuudesta ja rasituksesta riippuen. Yli 200 asteen lämpötilassa PFA pehmenee merkittävästi (moduuli putoaa arvoon<100 MPa). At 250°C, PFA begins to decompose (release of HF, CO₂). At 318°C (melting point of solid NaOH), PFA would melt (305–315°C) and degrade catastrophically. Thus, PFA cannot be used for melting solid NaOH or holding molten NaOH at typical processing temperatures (250–400°C).
Terävien kiteiden mekaaninen vaurio
Jo alemmissa lämpötiloissa kiinteät NaOH-hiutaleet (hygroskooppiset, kulmikkaat) voivat naarmuttaa PFA-pintaa, jos lämmitin asennetaan ennen hiutaleiden sulamista. Naarmut synnyttävät jännityksen keskittimiä (katso artikkeli #91), mutta pääasiallinen ongelma on edelleen lämpötila. Jos käyttölämpötila olisi PFA:n alueella (esim. sulamispisteen alhainen-sulamispiste-kiintoaine, kuten rikki 115 asteessa), naarmuuntuminen olisi huolestuttavaa. NaOH:lle lämpötila on tulppa.
| Palvelun kunto | Lämpötila ( aste ) | PFA sopii? | Mekaanisten vaurioiden riski | Suositeltu materiaali |
|---|---|---|---|---|
| Kiinteät NaOH-hiutaleet (varastointi, ei lämmitystä) | 25 | Kyllä | Naarmuuntumista terävistä reunoista | PFA hyväksyttävä, mutta vältä hankausta |
| Sulava kiinteä NaOH (alkusulate) | 25 → 318 | Ei (ylittää PFA-rajan) | N/A | Teräs, Incoloy, nikkeli |
| Sula NaOH (käsittely) | 250–350 | Ei (PFA hajoaa) | N/A | Nickel 200, Inconel 600 |
| 50 % NaOH-liuos | 80–120 | Kyllä | Ei mitään (kiteet liuenneet) | PFA, PTFE, titaani |
| 30 % NaOH-liuos | 60–100 | Kyllä | Ei mitään | PFA, PP, PVDF |
| Kiinteä NaOH-kuumennus sulatusta varten (epäsuora) | 25-100 (lämmitin ulkona) | Kyllä (jos ulkoinen) | N/A | Käytä ulkoista nauhalämmitintä rummussa |
Käytännön neuvoja NaOH-hiutaleen sulatukseen
Jos sinun on sulatettava kiinteät NaOH-hiutaleet astiassa, joka käyttää myös PFA-lämmittimiä myöhempään liuoksen lämmitykseen:
Sulata NaOH käyttämällä ulkoista lämmönlähdettä(rummunlämmitin, kuuma ilma, höyryvaippa) ennen kuin siirrät PFA{0}}lämmitettyyn säiliöön.
Liuota sula NaOH veteenliuoksen muodostamiseksi (liukenemislämpö nostaa lämpötilaa – lisää hitaasti).
Jäähtyä<180°C, käytä sitten PFA-lämmitintä lämpötilan ylläpitämiseen.
Älä yritä sulattaa kiinteitä NaOH-hiutaleita suoraan upotetulla PFA-lämmittimellä. Lämmitin ylikuumenee (PFA pehmenee ja muotoutuu) ennen kuin hiutaleet sulavat kokonaan.
Esimerkki kentästä (mitä ei saa tehdä)
Kemiantehdas yritti sulattaa kiinteitä NaOH-hiutaleita 200 litran tynnyrissä käyttämällä 6 kW:n PFA-lämmitintä. 30 minuutin kuluttua PFA-vaippa pehmeni ja romahti metalliydintä vasten. Lämmitin tuhoutui. Laitos siirtyi ulkoiseen rumpulämmittimeen (yhtyetyyppinen, 2 kW), joka lämmitti rummun seinää. NaOH suli 4 tunnissa, minkä jälkeen se siirrettiin PFA-lämmitettyyn säilytyssäiliöön (80 astetta) laimennettavaksi. Siellä oleva PFA-lämmitin toimi 5 vuotta.
Kun PFA on oikea NaOH-palveluun
PFA sopii erinomaisesti:
Laimeat NaOH-liuokset (<30%): up to 100°C
Väkevät NaOH-liuokset(30–50 %): jopa 120–150 astetta huolellisella valvonnalla
Syövyttävät puhdistusliuokset(CIP): jopa 150 astetta lyhyitä aikoja
PFA ei sovellu:
Kiinteä NaOH(mikä tahansa lämpötila hankauksen ja mahdollisen ylikuumenemisen vuoksi)
Sula NaOH (>200 astetta)
Korkea-paine, korkea-lämpötila syövyttävä (>150 astetta, varsinkin stressissä)
Johtopäätös: Älä käytä PFA:ta kiinteän NaOH:n sulattamiseen
PFA-lämmittimiä ei voida käyttää kiinteiden natriumhydroksidihiutaleiden sulattamiseen, koska vaadittu lämpötila (318 astetta) ylittää PFA:n sulamispisteen (305-315 astetta). Terävät kristallireunat ovat toissijainen huolenaihe; pääasiallinen ongelma on lämpöhajoaminen. Käytä kiinteän NaOH:n sulattamiseen ulkoisia rumpulämmittimiä, höyryvaippaa tai metallisia uppokuumentimia (Incoloy, nikkeli). NaOH-liuoksille (50 % tai vähemmän) 120 asteeseen asti PFA on erinomainen. Älä sekoita kahta sovellusta. Sulaminen vaatii metallia; pito vaatii PFA:ta. Käytä työhön oikeaa työkalua. Kiinteää NaOH:ta sulattava PFA-lämmitin on sulaminen, joka odottaa tapahtuvansa. Säilytä PFA liuoksissa, ei kiinteissä aineissa. Lämmittimesi kestää. Prosessi on turvallinen.
