Kvartsilämpöputkien ja niiden teollisten sovellusten ylivoimainen kemiallinen korroosionkestävyys

Teollisuuden lämmitysskenaarioissa, joissa käytetään vahvoja happoja, vahvoja hapettimia ja erittäin syövyttäviä kemiallisia reagensseja, metalliset lämmitysputket, kuten ruostumaton teräs ja titaani, kohtaavat vakavia korroosiohaasteita. Tällä hetkellä kvartsilämpöputkista, joilla on erittäin vakaat kemialliset ominaisuudet, tulee ihanteellinen ratkaisu. Kvartsin pääkomponentti on korkea-puhtaus piidioksidi (SiO₂), jolla on melkein inertit kemialliset ominaisuudet huoneenlämpötilassa ja joka kestää useimpien happojen, suolojen ja orgaanisten liuottimien eroosion. Sen erinomainen korroosionkestävyys, korkeiden lämpötilojen kestävyys ja saasteettomat ominaisuudet tekevät siitä laajan käytön puolijohde-, kemian-, galvanoinnissa, lääketeollisuudessa ja muilla -vaativaisilla aloilla.

Kvartsikuumennusputkien erittäin -vahva korroosionkestävyys johtuu materiaalin sisällä olevasta vakaasta pii-happitetraedrirakenteesta. Piidioksidilla on erittäin korkea kemiallinen stabiilisuus, ja se tuskin reagoi epäorgaanisen hapon kanssa huoneenlämpötilassa, mukaan lukien suolahappo, rikkihappo, typpihappo, vesiregia jne. Vaikka se olisi upotettu pitkään, kvartsin pinta ei syöpy tai saostu. Sitä vastoin ruostumattomasta teräksestä valmistetut lämmitysputket syöpyvät nopeasti vahvoissa happamissa ympäristöissä, eivätkä edes titaanimateriaalit kestä suolahapon ja muiden pelkistävien vahvojen happojen eroosiota. Lisäksi kvartsilla on erinomainen kestävyys orgaanisia liuottimia ja suolaliuoksia vastaan, ja se voi ylläpitää vakaata suorituskykyä erilaisissa monimutkaisissa kemiallisissa ympäristöissä.

Toinen kvartsilämmitysputkien merkittävä etu on nollasaaste. Koska materiaali itsessään on erittäin puhdasta eikä saosta metalli-ioneja tai epäpuhtauksia kuumennettuun väliaineeseen, se soveltuu erityisen hyvin lämmitystilaisuuksiin, joissa on korkeat puhtausvaatimukset. Puolijohdeteollisuudessa kvartsilämmitysputket ovat vakiokokoonpano lämmitysprosesseissa, kuten kiekkojen puhdistuksessa ja kemiallisessa nestekäsittelyssä; lääke- ja elintarviketeollisuudessa kvartsiputkia käytetään erittäin puhtaiden liuosten lämmittämiseen-metalli-ionien saastumisen välttämiseksi. Lisäksi kvartsi kestää korkeita lämpötiloja jopa 1100 asteeseen, ja sillä on hyvä lämmönkestävyys ja se voi toimia vakaasti pitkään korkeissa lämpötiloissa.

Kvartsilämmitysputkilla on kuitenkin myös ilmeisiä rajoituksia. Ensinnäkin kvartsi on hauras materiaali, jolla on huono iskunkestävyys, ja se on helppo rikkoutua mekaanisen vaikutuksen tai rajujen lämpötilamuutosten vaikutuksesta, joten nopeaa kylmä- ja kuumashokkia on vältettävä asennuksen ja käytön aikana. Toiseksi, vaikka kvartsi kestää useimpia happoja, se ei kestä fluorivetyhappoa ja kuumaa väkevää fosforihappoa, ja myös voimakkaat alkaliliuokset syövyttävät sitä korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi kvartsin lämmönjohtavuus on pienempi kuin metallimateriaalien ja lämmönsiirtotehokkuus on suhteellisen heikko, mikä on otettava huomioon järjestelmän suunnittelussa.

Taulukko 1 Kvartsin, titaanin ja ruostumattoman 316-teräksen kemiallisen korroosionkestävyyden vertailu

表格

Erinomaisen haponkestävyytensä ja nolla{0}}saasteominaisuuksiensa ansiosta kvartsilämpöputket ovat korvaamattomilla teollisuuden erityisillä lämmitysaloilla.