विनाइल क्लोराइड, स्टाइरीन या ओलेफिन जैसे मोनोमर्स को संसाधित करने वाले पॉलिमराइजेशन रिएक्टरों में अक्सर मोनोमर्स, सॉल्वैंट्स या उत्प्रेरक के रूप में कार्बनिक क्लोराइड होते हैं। टाइटेनियम हीटर को उनके संक्षारण प्रतिरोध के लिए निर्दिष्ट किया जाता है, लेकिन कार्बनिक क्लोराइड एक अनोखी चुनौती पेश करते हैं: वे गर्म धातु की सतहों पर विघटित हो सकते हैं, जिससे हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनता है। यह एसिड स्थानीय स्तर पर टाइटेनियम निष्क्रिय फिल्म पर हमला करता है। इसके साथ ही, पॉलिमर उत्पाद हीटर की सतहों से चिपक जाता है, जिससे जमाव पैदा हो जाता है। इन जमाओं के नीचे, आक्रामक प्रजातियाँ केंद्रित हो जाती हैं, जिससे अल्प जमाव क्षरण होता है। टाइटेनियम ट्यूब की सतह की फिनिश उत्पाद के आसंजन और अंडरडिपॉजिट हमले की शुरुआत दोनों को गंभीर रूप से प्रभावित करती है। जैसे कि {{6}खींची गई सतहें (आरए 0.8-1.2 µm) पॉलिमर बिल्डअप के लिए यांत्रिक कुंजीयन साइट प्रदान करती हैं। इलेक्ट्रोपॉलिश सतहें (आरए 0.1-0.3 µm) चिकनी होती हैं, आसंजन को कम करती हैं और दरार वाली जगहों को कम करती हैं जहां संक्षारक प्रजातियां जमा होती हैं।

टाइटेनियम पर उत्पाद निर्माण और अंडरडिपॉजिट संक्षारण का तंत्र

पोलीमराइज़ेशन रिएक्टरों में, मोनोमर्स ऊंचे तापमान (60-150 डिग्री) पर प्रतिक्रिया करते हैं। टाइटेनियम हीटर की सतह पॉलिमर निर्माण के लिए एक न्यूक्लियेशन साइट प्रदान करती है। उबड़-खाबड़ सतहों पर, पॉलिमर श्रृंखलाएं यांत्रिक रूप से सतह की घाटियों में आपस में जुड़ जाती हैं, जिससे जमाव को हटाना मुश्किल हो जाता है। पॉलिमर जमा स्वयं छिद्रपूर्ण है। कार्बनिक क्लोराइड जमाव के माध्यम से फैलते हैं और टाइटेनियम पॉलिमर इंटरफ़ेस पर विघटित होते हैं, जिससे एचसीएल निकलता है। जमाव के नीचे सीमित स्थान एसिड को पतला होने से रोकता है, और स्थानीय पीएच 2 से नीचे गिर सकता है। इलेक्ट्रोपॉलिश सतहों पर, पॉलिमर आसंजन यांत्रिक के बजाय मुख्य रूप से रासायनिक होता है। जमाव पतले, अधिक समान होते हैं, और फ्लशिंग या हल्के यांत्रिक सफाई द्वारा निकालना आसान होता है। कम संचय का अर्थ है कम दरार वाली जगहें और कम जमा होने का संक्षारण जोखिम कम होना।

उत्पाद निर्माण और संक्षारण दर की मात्रात्मक तुलना

विनाइल क्लोराइड पोलीमराइजेशन सिमुलेंट (5% कार्बनिक क्लोराइड, 80 डिग्री, 500 घंटे) में नियंत्रित परीक्षण ने सतह खत्म के बीच निम्नलिखित प्रदर्शन अंतर स्थापित किए हैं:

जैसा कि -खींची गई सतह (Ra 1.0 µm, अनुपचारित): 500 घंटों के बाद 200-400 µm की पॉलिमर जमा मोटाई। जमा हटाने के लिए आक्रामक स्क्रैपिंग की आवश्यकता होती है। प्रति वर्ष 0.15 मिमी की अंडरडिपॉजिट संक्षारण दर। जमाव के नीचे गड्ढे का घनत्व 10-20 गड्ढे प्रति सेमी²। अधिकतम गड्ढे की गहराई 80-120 µm.

जैसा कि -पैसिवेशन के साथ खींचा गया है (रा 1.0 µm, नाइट्रिक एसिड से उपचारित): 500 घंटों के बाद 150-300 µm की जमा मोटाई। प्रति वर्ष 0.10 मिमी की अंडरडिपॉजिट संक्षारण दर। गड्ढे का घनत्व 5-10 गड्ढे प्रति सेमी²। निष्क्रियता मामूली सुधार प्रदान करती है।

यंत्रवत् पॉलिश (आरए 0.4-0.6 µm): 500 घंटों के बाद 80-150 µm की जमा मोटाई। विलायक फ्लश द्वारा हटाने योग्य जमा। प्रति वर्ष 0.06 मिमी की अंडरडिपॉजिट संक्षारण दर। गड्ढे का घनत्व 5 गड्ढे प्रति सेमी² से कम।

इलेक्ट्रोपॉलिश्ड (आरए 0.2 µm, चमकदार फिनिश): 500 घंटों के बाद 30-60 µm की मोटाई जमा करें। सामान्य रिएक्टर सफाई चक्रों के दौरान जमा परतें निकल जाती हैं। प्रति वर्ष 0.02 मिमी की अंडरडिपॉजिट संक्षारण दर। 500 घंटों के बाद कोई गड्ढा नहीं देखा गया।

एंटी-{0}}स्टिक कोटिंग के साथ इलेक्ट्रोपॉलिश किया हुआ (फ़्लोरोपॉलीमर, 0.5 µm): 500 घंटों के बाद 10 µm से कम मोटाई जमा करें। अनिवार्य रूप से गैर--छड़ी सतह। कोई मापने योग्य अल्प जमा क्षरण नहीं। कोटिंग का जीवन घर्षण द्वारा सीमित है।

ऑर्गेनिक क्लोराइड सेवा के लिए सतही फिनिश चयन गाइड

निम्नलिखित तालिका पोलीमराइजेशन रसायन विज्ञान, सफाई आवृत्ति और उत्पाद शुद्धता आवश्यकताओं के आधार पर टाइटेनियम हीटर सतह फिनिश का चयन करने के लिए एक निर्णय रूपरेखा प्रदान करती है:

केवल सतही फिनिश से परे इंजीनियरिंग

दीवार की मोटाई कम जमा जंग के साथ परस्पर क्रिया करती है। मोटी दीवारें (1.5-2.0 मिमी) कम जमा जंग शुरू होने पर गड्ढे में प्रवेश के लिए एक बड़ा सुरक्षा मार्जिन प्रदान करती हैं। हालाँकि, इलेक्ट्रोपॉलिश की गई पतली दीवारें (0.9 मिमी) खींची गई मोटी दीवारों (1.5 मिमी) की तुलना में अधिक समय तक चल सकती हैं क्योंकि चिकनी सतह गड्ढे बनने से पूरी तरह रोकती है। टाइटेनियम मिश्र धातु ग्रेड जमा आसंजन को भी संशोधित करता है; ग्रेड 7 (पैलेडियम-स्थिर) एक अधिक स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाए रखता है, जो कार्बनिक क्लोराइड के उत्प्रेरक अपघटन को कम करता है और ग्रेड 2 की तुलना में जमा गठन दर को 20-30% कम करता है। रिएक्टर डिजाइन मायने रखता है: चिकनी, ऊर्ध्वाधर सतहों वाले ऊर्ध्वाधर हीटर क्षैतिज हीटरों की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से पॉलिमर जमा करते हैं जहां जमा शीर्ष सतहों पर जमा होते हैं।

एक सूचित विशिष्टता बनाना

कार्बनिक क्लोराइड युक्त पोलीमराइज़ेशन रिएक्टर के लिए टाइटेनियम हीटर निर्दिष्ट करते समय, 0.3 µm से नीचे प्रलेखित रा मान के साथ एक इलेक्ट्रोपॉलिश सतह फिनिश की आवश्यकता होती है। निर्दिष्ट करें कि सभी सतहों पर एक समान फिनिश सुनिश्चित करने के लिए सभी वेल्डिंग और झुकने के संचालन के बाद इलेक्ट्रोपॉलिशिंग की जानी चाहिए। सतह स्थलाकृति दिखाने वाले 500× आवर्धन पर फोटोमाइक्रोग्राफ का अनुरोध करें। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए जहां उत्पाद की शुद्धता सर्वोपरि है, इलेक्ट्रोपॉलिश सतह पर लागू एक अतिरिक्त फ्लोरोपॉलीमर कोटिंग (पीटीएफई या पीएफए, 0.5-1.0 µm मोटाई) निर्दिष्ट करें। ऑपरेशन के दौरान, हीटर की बिजली खपत की निगरानी करें; क्रमिक वृद्धि सफाई की आवश्यकता वाले जमा संचय को इंगित करती है। महत्वपूर्ण मोटाई तक पहुंचने से पहले जमा को हटाने के लिए ऊंचे तापमान पर विलायक फ्लशिंग (रिएक्टर की सामान्य सफाई विलायक) का उपयोग करें। इलेक्ट्रोपॉलिश सतहों पर कभी भी अपघर्षक सफाई विधियों का उपयोग न करें, क्योंकि खरोंचें यांत्रिक कुंजीयन साइटों को फिर से बना देंगी। तैयार सतह फिनिश के रूप में इलेक्ट्रोपॉलिश का चयन करके, इंजीनियर उत्पाद निर्माण और कार्बनिक क्लोराइड पोलीमराइजेशन वातावरण में अंडरडिपॉजिट जंग की घातक विफलता दोनों को कम करता है।