কেন একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার প্ল্যাটিনামকে ছাড়িয়ে যায়-মিশ্র HNO₃-HCl এচিং সলিউশনে ক্ল্যাড নাইওবিয়াম?

অ্যাকোয়া রেজিয়া এনভায়রনমেন্ট

মিশ্র নাইট্রিক-হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড-অ্যাকোয়া রেজিয়া যখন 1:3 অনুপাতে HNO₃:HCl- হল কয়েকটি রাসায়নিক মিশ্রণের মধ্যে একটি যা সোনা এবং প্ল্যাটিনাম দ্রবীভূত করতে পারে। এটি মূল্যবান ধাতু পরিশোধন, সেমিকন্ডাক্টর এচিং এবং বিশেষায়িত ধাতু সমাপ্তিতে ব্যবহৃত হয়। একটি শক্তিশালী অক্সিডাইজার (HNO₃) এবং একটি কমপ্লেক্সিং এজেন্ট (HCl, Cl⁻ প্রদান করে) এর সংমিশ্রণ প্রায় সমস্ত ধাতুকে আক্রমণ করে।

প্লাটিনাম-পরিহিত নিওবিয়াম হল কয়েকটি ধাতব নির্মাণের মধ্যে একটি যা এই পরিবেশে টিকে থাকতে পারে। প্ল্যাটিনামের একটি পাতলা স্তর-সাধারণত 0.1-0.25 মিমি পুরু- একটি নাইওবিয়াম সাবস্ট্রেটের সাথে ধাতবভাবে আবদ্ধ। প্ল্যাটিনাম জারা প্রতিরোধের প্রদান করে। নিওবিয়াম শক্ত প্ল্যাটিনামের তুলনায় কাঠামোগত শক্তি এবং কম খরচ প্রদান করে। এই যৌগিক নির্মাণ ব্যয়বহুল, বিশেষায়িত এবং জীবনের সীমাবদ্ধ।

PTFE অ্যাকোয়া রেজিয়ার প্রতিরোধী। তুলনা হল একটি সীমিত পরিসেবা জীবন সহ একটি ব্যয়বহুল মহৎ ধাতব যৌগ এবং অনির্দিষ্ট রাসায়নিক জীবন সহ একটি সস্তা পলিমারের মধ্যে।

প্ল্যাটিনাম ক্ল্যাডিং ব্যর্থতা প্রক্রিয়া

প্লাটিনাম মাঝারি তাপমাত্রায় অ্যাকোয়া রেজিয়া প্রতিরোধ করে। যাইহোক, ক্ল্যাডিং কখনই পুরোপুরি অবিচ্ছিন্ন হয় না। মাইক্রোস্কোপিক পিনহোল, বানোয়াট বা পরিষেবা থেকে স্ক্র্যাচ এবং প্ল্যাটিনাম-নিওবিয়াম ইন্টারফেসে ছড়িয়ে পড়া অঞ্চলগুলি অ্যাসিডকে নাইওবিয়াম সাবস্ট্রেটে পৌঁছানোর পথ তৈরি করে।

একবার অ্যাসিড নিওবিয়ামের সাথে যোগাযোগ করলে দ্রুত ক্ষয় হয়। নাইওবিয়ামের নাইট্রিক অ্যাসিডের কিছু প্রতিরোধ ক্ষমতা আছে কিন্তু এইচসিএল দ্বারা আক্রান্ত হয়, বিশেষ করে অক্সিডাইজারের উপস্থিতিতে। ক্ষয় প্লাটিনাম ক্ল্যাডিংকে কমিয়ে দেয়, যার ফলে এটি ফ্লেক্স বা ফোস্কাগুলিতে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। উন্মুক্ত এলাকা বৃদ্ধি পায়, এবং এক্সচেঞ্জার ব্যর্থ হয়।

ব্যর্থতা প্রায়ই হঠাৎ হয়-যে পর্যন্ত ফোস্কা ফেটে না যায় বা একটি পিনহোল নাইওবিয়ামে প্রবেশ না করে ক্ল্যাডিং অক্ষত থাকে। একবার সাবস্ট্রেটটি উন্মুক্ত হয়ে গেলে, এক্সচেঞ্জারটিকে অবশ্যই অপসারণ করতে হবে এবং পুনরায় ক্ল্যাডিংয়ের জন্য প্রস্তুতকারকের কাছে ফেরত দিতে হবে, একটি প্রক্রিয়া যার জন্য একটি নতুন ইউনিটের 50-80% খরচ হয়।

তাপমাত্রার সীমাবদ্ধতা

তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে প্লাটিনাম ক্ল্যাডিংয়ের জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। 60 ডিগ্রীতে, অ্যাকোয়া রেজিয়ায় প্ল্যাটিনাম-পরিহিত নিওবিয়ামের পরিচর্যা জীবন 3-8 বছর। 80 ডিগ্রীতে, জীবন 2-4 বছর ছোট হয়। ফুটন্ত তাপমাত্রায় (একোয়া রেজিয়ার জন্য প্রায় 110 ডিগ্রি), দ্রুত ব্যর্থতার সম্ভাবনা রয়েছে।

PTFE তার 260 ডিগ্রি সীমার মধ্যে তাপমাত্রা দ্বারা প্রভাবিত হয় না। অ্যাকোয়া রেজিয়ার পরিষেবা জীবন তাপমাত্রা থেকে স্বাধীন। এক্সচেঞ্জারটি একই রাসায়নিক জড়তা সহ 60 ডিগ্রি, 80 ডিগ্রি বা 110 ডিগ্রিতে কাজ করে। উচ্চ তাপমাত্রায় যান্ত্রিক হামাগুড়ির জীবন সংক্ষিপ্ত হয়ে যায় কিন্তু রাসায়নিক আক্রমণ নয়, জীবনকে সীমিত করার কারণ-ই থাকে।

ক্ষেত্র মেরামত সুবিধা

যখন একটি প্ল্যাটিনাম-ক্ল্যাড এক্সচেঞ্জার ব্যর্থ হয়, তখন এটিকে অবশ্যই অপসারণ করতে হবে এবং ফ্যাক্টরি রি ক্ল্যাডিং এর জন্য পাঠাতে হবে। ডাউনটাইম হল সপ্তাহ। একটি অতিরিক্ত এক্সচেঞ্জার উপলব্ধ না হলে উত্পাদন ব্যাহত হয়। অতিরিক্ত খরচ এবং হারিয়ে যাওয়া উৎপাদন ক্ল্যাডিং খরচকে আরও-বামন করে।

যখন একটি PTFE এক্সচেঞ্জার একটি ফুটো তৈরি করে-সাধারণত ক্রীপ পাতলা হওয়ার অনেক বছর পরে- প্রভাবিত টিউবটি ফিল্ডে প্লাগ করা যেতে পারে। এক্সচেঞ্জার কয়েক ঘন্টার মধ্যে পরিষেবাতে ফিরে আসে। মেরামতটি স্ট্যান্ডার্ড সরঞ্জাম সহ উদ্ভিদ রক্ষণাবেক্ষণ কর্মীদের দ্বারা করা হয়। কোন কারখানা রিটার্ন প্রয়োজন.

সারাংশ

PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলি মিশ্র HNO₃-HCl এচিং-এ প্ল্যাটিনাম-ক্ল্যাড নিওবিয়ামকে ছাড়িয়ে যায় কারণ সমজাতীয় ফ্লুরোপলিমারের ব্যর্থ হওয়ার জন্য কোনও ক্ল্যাডিং নেই৷ প্ল্যাটিনাম ক্ল্যাডিং পিনহোল, স্ক্র্যাচ এবং ডিফিউশন সংক্রান্ত ত্রুটির জন্য ঝুঁকিপূর্ণ- যা নাইওবিয়াম সাবস্ট্রেটকে দ্রুত ক্ষয়ের জন্য উন্মুক্ত করে। PTFE তার রেটিং এর মধ্যে সমস্ত তাপমাত্রায় 15+ বছরের পরিষেবা জীবন প্রদান করে, মূল্যবান ধাতব সংমিশ্রণের একটি ভগ্নাংশ খরচ করে, এবং ক্ষেত্রে মেরামত করা যেতে পারে।

অ্যাকোয়া রেজিয়া এবং মিশ্র অ্যাসিড এচিং-এ PTFE হিট এক্সচেঞ্জার স্পেসিফিকেশনের জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং সমর্থন অ্যাসিড অনুপাত, অপারেটিং তাপমাত্রা এবং বর্তমান সরঞ্জামের পরিষেবা জীবন এবং মেরামতের ইতিহাস জমা দেওয়ার পরে উপলব্ধ।