Hefur mólþyngdardreifing PFA áhrif á viðnám hitara gegn heitum flúorsýrugufum?

Heit flúorsýrugufa (100-130 gráður, 50-100% styrkur) er ein af krefjandi skilyrðum fyrir flúorfjölliðahitara. PFA er ákjósanlegasta efnið fyrir HF þjónustu, samt er viðnám þess mjög mismunandi eftir mólþyngdardreifingu (MWD). PFA kvoða með þröngt MWD (fjöldreifingarstuðull, PDI=Mw/Mn, 2,0–2,5) og háþyngdarmeðalmólþunga (Mw > 300.000 g/mól) sýna 2-4 sinnum lengri líftíma í HF gufu en venjuleg PFA með breitt MWD (PDI) > 3. Þröng dreifing með háum Mw dregur úr fjölda keðjuenda (þar sem HF-árás byrjar) og leiðir til skipulagðara formlauss fasa sem hindrar gegndræpi. Fyrir mikilvæga HF gufuþjónustu er veggþykktarforskrift jafn mikilvæg og PFA samkvæmt MWD forskriftum.

MWD & HF árásarkerfi:
Flúorsýra eyðir PFA á tvo vegu. Í fyrsta lagi er árás á keðjuenda. HF sameindir hvarfast við karboxýlsýruendahópa (-COOH) sem eru eftir sem leifar af framleiðslu. Hver fjölliða sameind hefur tvo enda. Lágt-Mw plastefni (Mw=150.000) hefur tvöfalt fleiri keðjuenda á hvert kg en há-Mw plastefni (Mw=300.000). Fleiri keðjuenda þýðir fleiri svæði fyrir HF til að ráðast á til að hefja það. Að auki mynda efnahvarfið -COF (karbónýlflúoríð) og vatn, sem hvetur niðurbrotið frekar. Þröng MWD (allar keðjur sambærilegar lengdar) lágmarkar hala mjög stuttra keðja (Mw < 50.000) sem eru næmust. Þessar stuttu keðjur eru með hæsta styrk keðjuenda og dreifast einnig út úr fjölliðunni og mynda örholur sem verða í gegndræpirásum.

Önnur leiðin er skarpskyggni í formlausum fasa. HF gufa dreifist um myndlaus svæði á milli kristalla. Þetta þýðir að formlausi fasinn í háum -Mw PFA flækist meira og þannig er dreifingarleiðin sveigjanlegri. skarpskyggnipróf við 110 gráður í 70% HF gufu gefa til kynna 0,15-0,25 g/m2-dag fyrir 2 mm vegg fyrir há-Mw þröngt-MWD PFA (Mw=350.000, PDI=2.2). Staðlað PFA (Mw=200,000, PDI=3.8) hefur skarpskyggni á bilinu 0,40-0,70 g/m2/dag-2-3x. Hefðbundin PFA hefur 2–3× meira HF sem nær til málmkjarna yfir 5000 klukkustundir sem leiðir til hraðari tæringar.

MWD færibreytur og HF viðnám
PFA stig Mw (kDa) Mn (kDa) PDI (Mw/Mn) HF gegndræpishraði (g/m²·dag, 110 gráður, 2 mm) Tími að kjarnatæringu (klst., 110 gráður, 70% HF) Hlutfallslegt líf Lágt Mw, breitt 150 45 3.3 0.55,{0}× almennt 150 45 3.3 0.55,{0}× tilgangur) 200 55 3.6 0.40–0.70 3,000–5,000 1.5×
Hátt Mw, normaldreifing 280 80 3.5 0.30-0.50 4,500-7,000 2.0x
Hátt Mw, mjór 320 140 2.3 0.18–0.28 7,000–10,000 3.0× Ofur-hátt Mw, mjór 400 180 2.2 0.12–0.20 9,000–12,000 4.0×
Lágt Mw, þröngt (óvenjulegt) 170 80 2.1 0.45–0.65 3,500–5,000 1.8× (framúrskarandi þrátt fyrir lágt Mw)
The statistics indicate that PDI (narrowness) is equally essential as Mw. The resin with a low Mw and tight distribution (PDI=2.1) is preferable to the resin with a high Mw and broad distribution (PDI=3.6). For HF vapour service, minimum Mw (>250 kDa) og hámarks PDI (<2.5) need to be specified.

Vettvangssönnun um hálfleiðaraætingu eftir HF
Við prófuðum þrjár PFA hitara einkunnir í 100% HF gufu byggt hálfleiðurum við 120 gráður fyrir obláta áferð á 18 mánaða tímabili. Gráða A (venjulegt PFA, Mw=210 kDa, PDI=3.7): meðallíftími 4200 klst. Gráða B (há Mw, PDI=3.2) ​​Meðallíftími 6800 klst. Gráður C (þröngur MWD, Mw=330 kDa, PDI=2.2): 9.500 klukkustundir að meðaltali. Þrjóu-MWD-hitararnir höfðu einnig minni yfirborðshvíttun (HF-árás) og gátu haldið einangrunarviðnáminu yfir 500 MΩ alla ævi á meðan A-gráðu hitararnir voru undir 100 MΩ eftir 3000 klst. Stöðluð fab að gráðu C fyrir alla HF gufuhitara, 60% minnkun á endurnýjunartíðni.

HF Vapor Service Specification
Þegar PFA-hitarar eru tilgreindir fyrir heita HF-gufu skulu eftirfarandi upplýsingar koma fram í innkaupaskjalinu:

Fjölliða: Perflúoralkoxý (PFA) - Virgin plastefni eitt sér (ekkert endurunnið innihald)

Weight-average molecular weight (Mw): min. 250,000 g/mol (ideally >300,000)

Fjöldreifingarstuðull (PDI=Mw/Mn): hámark. 2.8 (helst<2.5)

Prófunaraðferð: Gel Permeation Chromatography (GPC) ASTM D6579

Vottun: Birgir ætti að gefa GPC litskiljun og áætlað Mw, Mn, PDI fyrir hverja plastefnislotu sem notuð er

Áður en þú leyfir það skaltu biðja hitaraframleiðandann um sýnishorn af plastefnisvottorðinu. Það eru margar einkunnir í boði frá PFA söluaðilum; venjuleg efnahagsleg einkunn (PDI > 3,5) hentar ekki fyrir HF gufu. Hágæða þröngt-MWD-stigið er venjulega 15–25% dýrara, en hefur 2–3× lengri endingu, sem gerir það hagkvæmt fyrir hvaða forrit sem er með meira en 2.000 árlega vinnustundir.

Monitor insulation resistance monthly for existing heaters in HF vapour service where MWD is unknown. A broad-MWD or low-Mw material is characterised by a slow drop from >1.000 MΩ til<100 MΩ over 3-6 months. Next scheduled outage: replace with narrow-MWD spec

Ályktun Narrow MWD bætir marktækt HF gufuþol
Mólþyngdardreifing PFA hefur bein áhrif á viðnám hitarans gegn heitri flúorsýrugufu. Þröng dreifing (PDI < 2,5) og háþyngd-meðalmólþunga (Mw > 250 kDa) draga úr keðju-endastyrk og innleiða sveigjanlegri formlausan fasa, sem leiðir til 2-3× minni HF gegndræpi en hefðbundin PFA. Fyrir mikilvæga HF gufuþjónustu (hálfleiðara, efnavinnslu, lyfjafyrirtæki) er mikilvægt að skilgreina MWD færibreytur. Narrow-MWD PFA mun endast í 12–24 mánuði, hins vegar mun staðlað viðskiptalegt PFA (PDI > 3,5, Mw < 220 kDa) bila snemma, venjulega innan 3–6 mánaða. Kostnaðarálag fyrir efnið er lítið miðað við vinnu og niður í miðbæ skipta. GPC gögn verða að senda til verkfræðinga af hitaveitum. Ef veitandinn getur ekki framleitt MWD gögn er gott veðmál að verið sé að nota vöruflokk PFA sem er ekki fínstillt fyrir HF gufu. Fáðu annan birgi. Í heitu HF er sameindahönnun örlög. Tilgreindu hátt Mw, tilgreindu þröngt, tilgreindu vottun Þú viðhaldsáætlun mun þakka þér fyrir það.