Kādas ķīmiskā sastāva atšķirības padara kvarcu pilnībā izturīgu pret fluora vidi?
Atstāj ziņu
# Kādas ir ķīmiskā sastāva atšķirības, kas padara kvarcu pilnīgi izturīgu pret fluoru saturošām vidēm? Kvarca karsēšanas caurules spēj izturēt augstas -koncentrācijas fluorīdu-saturošus fermentācijas kultūras un kodināšanas šķīdumus, neskatoties uz to, ka fluora vielas ir ļoti kodīgas lielākajai daļai metāla karsēšanas cauruļu. Augstas-tīrības kausēta kvarca izcilā anti-fluorīda veiktspēja ir tiešs tā raksturīgā ķīmiskā sastāva rezultāts, kas to atšķir no 316 nerūsējošā tērauda, 2. klases titāna un PFA pārklājuma materiāliem. Kvarca izturību pret fluorīda koroziju var noskaidrot, pārbaudot tā molekulāro sastāvu un ķīmiskās reakcijas īpašības. Pievienotajā tabulā sniegts intuitīvs četru populāru pretkorozijas sildcauruļu materiālu sastāva un fluora izturības salīdzinājums.|Apkures caurules materiāls|Galvenais ķīmiskais sastāvs|Reakcijas funkcija ar fluora joniem|Maksimālā pieļaujamā fluora koncentrācija|Pastāvīgu bojājumu risks|| ----|----|----|----|----|| Augstas tīrības pakāpes kausētais kvarcs|SiO₂ silīcija dioksīda kristāls|Normālā temperatūrā nenotiek spontāna ķīmiska reakcija|Neierobežota koncentrācija|Izrūsē tikai augstas temperatūras koncentrēta fluorūdeņražskābe|| 316 nerūsējošais tērauds|Dzelzs, hroms, niķelis, molibdēns|Ātra punktveida korozija|Zem 10 ppm|Caursienas noplūde nedēļu laikā|| 2. pakāpes tīrs titāns|Titāna metāla vienkārša viela|Neatgriezeniska vienmērīga retināšana|Zem 1 ppb|Veselas caurules nogriešana metāllūžņos, ja tā ir piesārņota|| PFA pārklājuma sildītājs|Oglekļa tērauda substrāts + fluorpolimēra pārklājums|Lēna pārklājuma pietūkums un novecošanās|Zem 50 ppm|Pārklājuma iespiešanās pēc ilgstošas saskares|Kvalificētu rūpniecisko kvarca cauruļu galvenā sastāvdaļa ir silīcija dioksīds, kura tīrība ir augstāka par 99,99%. Silīcija dioksīda kristāliskajā struktūrā tiek izveidotas stabilas kovalentās saites. Parastajai fermentācijai raksturīga darba temperatūra no 20 līdz 90 °F. Fluorīda joni nespēj izjaukt ciešo Si-O saiti grādos, kā rezultātā nav šķīstošu metāla fluorīda blakusproduktu un uz caurules virsmas nav kodināšanas zīmju. Atšķirībā no metāla sildīšanas caurulēm, kuru aizsardzība ir atkarīga no virsmas pasivācijas plēvēm, kvarca pretkorozijas īpašības ir atvasinātas no tā iekšējās molekulārās struktūras, nevis no trauslā virsmas aizsargslāņa. Tas novērš aizsargplēves bojājuma risku vidējas erozijas vai tīrīšanas dēļ. Kvarcs ir lieliski izturīgs pret fluoru; tomēr tai ir skaidra ievainojamība: silīcija dioksīda kristāla struktūru iznīcinās spēcīgs sārmains CIP mazgāšanas līdzeklis, kā rezultātā veidojas neatgriezeniski matēti slāņi, kas ir pakļauti bioplēves augšanai. Tas nozīmē, ka kvarca apkures caurules var saskaņot tikai ar skābi un fluoru saturošām procesa plūsmām, un ir jāuzstāda mehāniski bloķētāji, lai pilnībā izolētu sārmainu tīrīšanas šķidrumu. Titāna un nerūsējošā tērauda caurules nav pilnībā pieejamas fermentācijas laboratorijās, kurās bieži tiek izmantoti fluoru saturoši reaģenti, un PFA sildītāji var darboties tikai kā pagaidu pārejas aprīkojums to ierobežotās fluora tolerances dēļ. Vienīgais ilgtermiņa stabilais apkures risinājums ir kvarca caurules. Lai pilnībā izmantotu unikālās antifluorīda priekšrocības, ko sniedz tā īpašais ķīmiskais sastāvs, ražošanas operatoriem ir stingri jāatdala skābju un sārmu cauruļvadi un jāregulē sildīšanas ātrums zem 0,4 grādiem/min fluorīdu saturošos darba apstākļos. Tas samazinās aprīkojuma nomaiņas izmaksas un vidēju piesārņojuma risku.
