กรณีศึกษา: การตรวจสอบความต้านทานสารเคมีของ SSiC ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง
ผู้ผลิตอุปกรณ์เคมีแห่งหนึ่งต้องการโซลูชันวัสดุสำหรับส่วนประกอบที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง
แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้อง:
- กรดแก่ (เช่น H₂SO₄, HCl)
- ตัวกลางอัลคาไลน์ (เช่น สารละลาย NaOH)
- อุณหภูมิในการทำงานสูงถึง 100°C
- สภาวะการแช่อย่างต่อเนื่องโดยมีการกวนของของไหล
ข้อกำหนดหลักคือการระบุวัสดุด้วยพฤติกรรมการกัดกร่อนที่คาดการณ์ได้และความเสถียรในระยะยาวภายใต้การสัมผัสสารเคมีผสม
เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวัสดุส่วนประกอบซิลิกอนคาร์ไบด์เผาผนึก (SSiC) ไร้แรงดันได้รับการทดสอบภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการที่ได้รับการควบคุมซึ่งเกี่ยวข้องกับการแช่อย่างต่อเนื่องและการกวนสารเคมี
- 98% H₂SO₄ (100°C): 1.8 มก./ซม.²·ปี
- 85% H₃PO₄ (100°C): <0.2 มก./ซม.²·ปี
- 70% HNO₃ (100°C): <0.2 มก./ซม.²·ปี
- 25% HCl (70°C): <0.2 มก./ซม.²·ปี
การตีความทางวิศวกรรม:
อัตราการกัดกร่อนด้านล่าง2 มก./ซม.²·ปีบ่งบอกถึงความเหมาะสมสำหรับการใช้งานในระยะยาวโดยมีการย่อยสลายวัสดุน้อยที่สุด
- NaOH 50% (100°C): 2.5 มก./ซม.²·ปี
- 45% KOH (100°C): <0.2 มก./ซม.²·ปี
ผลลัพธ์:
SSiC รักษาประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงในสภาวะที่เป็นด่างส่วนใหญ่ โดยมีอัตราการกัดกร่อนที่สูงขึ้นเล็กน้อยในสภาพแวดล้อม NaOH ที่แข็งแกร่ง แต่ยังอยู่ภายในขีดจำกัดทางอุตสาหกรรมที่ยอมรับได้
ความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ SSiC ที่มีความหนาแน่นสูงถูกกำหนดโดยความพรุนใกล้ศูนย์เป็นหลักและไม่มีเฟสซิลิคอนอิสระ
เมื่อเทียบกับวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เกิดปฏิกิริยา (RB-SiC), SSiC แสดงให้เห็นอัตราการกัดกร่อนที่ต่ำกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดแก่ เนื่องจากมีโครงสร้างจุลภาคหนาแน่นและไม่มีซิลิคอนอิสระตกค้าง
หลังจากดำเนินการแล้วส่วนประกอบที่ทนต่อการกัดกร่อนของ SSiCทำให้ระบบบรรลุการทำงานในระยะยาวที่มีเสถียรภาพมากขึ้น และลดความถี่ในการบำรุงรักษาภายใต้การสัมผัสสารเคมีอย่างต่อเนื่อง
หลังจากดำเนินการแล้ว ระบบก็บรรลุผล:
- การทำงานที่มั่นคงภายใต้การสัมผัสสารเคมีอย่างต่อเนื่อง
- ลดความถี่ในการบำรุงรักษา
- ประสิทธิภาพมิติที่สม่ำเสมอ
กรณีนี้ยืนยันว่า SSiC ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เชื่อถือได้ทั้งในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง เมื่อ:
- อัตราการกัดกร่อนยังคงอยู่ต่ำกว่า 2 มก./ซม.²·ปี
- โครงสร้างวัสดุมีความหนาแน่นเต็มที่และไม่มีเฟสทุติยภูมิ
สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสสารเคมีแบบผสม SSiC นำเสนอโซลูชันวัสดุที่คาดการณ์ได้และเสถียร
ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาผนึกไร้แรงดัน (SSiC) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
- ระบบการประมวลผลทางเคมี
- ส่วนประกอบปั๊มทนกรด,
- วัสดุบุผิวเครื่องปฏิกรณ์,
- และอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน
ข้อดีที่สำคัญ ได้แก่ :
- ทนต่อกรดและด่างได้ดีเยี่ยม
- ความพรุนใกล้ศูนย์
- ความมั่นคงของโครงสร้างสูง
- และอายุการใช้งานยาวนานภายใต้การสัมผัสสารเคมีอย่างต่อเนื่อง
สำรวจ:
