คู่มือความเข้ากันได้ทางเคมีของคาร์บอนกราไฟต์: ตั้งแต่กรดเข้มข้นถึงด่างเข้มข้น

โครงสร้างคาร์บอนกราไฟต์เองทนทานต่อกรดและด่างแทบทุกชนิด — จุดอ่อนจริงๆ มักเป็นสารอัดซึม ฟีนอลิกอัดซึมทนกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจางแต่ไม่ทนด่าง; ฟูรานทนทานต่อการสลับกรด/ด่าง; แอนติโมนีทนด่างร้อนแต่เกิดรูพรุนในสื่อที่มีคลอไรด์ ความเข้มข้น อุณหภูมิ ความเร็วการไหล และวัสดุที่สัมผัสต้องถูกกำหนดก่อนเลือกใช้งาน บทความนี้รวบรวมตารางอ้างอิงความเข้ากันได้และกรณีล้มเหลวที่ได้รับการบันทึกจากงานปั๊มเคมีและเครื่องปฏิกรณ์

1. ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติของกราไฟต์ที่ไม่ผ่านการอัดซึม

เคมีพื้นฐานของคาร์บอนกราไฟต์ที่ผ่านการเผาอบถูกกำหนดโดยคาร์บอนเอง ที่อุณหภูมิห้อง คาร์บอนไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ด่าง หรือเกลือส่วนใหญ่; จะเกิดการออกซิไดซ์ช้าๆ ภายใต้สภาวะที่มีฤทธิ์ออกซิไดซ์สูง ต่ำกว่า 100℃ กราไฟต์ที่ไม่ผ่านการอัดซึมทนต่อกรดซัลฟิวริก 98%, กรดไฮโดรคลอริก 37%, กรดไนตริก 65% (ระยะสั้น), กรดฟอสฟอริก, กรดไฮโดรฟลูออริก (ที่ไม่ออกซิไดซ์) และโซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมคาร์บอเนตทุกความเข้มข้น อย่างไรก็ตาม ความพรุนสูง (10%~15%) ทำให้กราไฟต์ที่ไม่อัดซึมเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง เช่น บุผิวและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไม่เหมาะสำหรับคู่เสียดสีซีล

2. ความต้านทานการกัดกร่อนของกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยเรซิน

2.1 กราไฟต์อัดซึมด้วยฟีนอลิก (M106H)

เรซินฟีนอลิกที่ผ่านการบ่มจะสร้างโครงข่ายเชื่อมโยงขวางสูง มีความต้านทานดีต่อกรดที่ไม่ออกซิไดซ์, สารละลายเกลือ และด่างเจือจาง สามารถใช้งานระยะยาวใน:

• กรดไฮโดรคลอริก: ทุกความเข้มข้น, สูงสุด 100℃
• กรดซัลฟิวริก: สูงสุด 70%, สูงสุด 90℃
• กรดฟอสฟอริก: ทุกความเข้มข้น, สูงสุด 120℃
• กรดไฮโดรฟลูออริก: สูงสุด 40%, สูงสุด 60℃
• โซเดียมไฮดรอกไซด์: สูงสุด 30%, สูงสุด 80℃

กราไฟต์อัดซึมด้วยฟีนอลิกทำงานได้ไม่ดีในสื่อที่มีฤทธิ์ออกซิไดซ์สูง กรดไนตริกเกิน 50%, กรดซัลฟิวริกเกิน 70%, กรดโครมิก และกรดไฮโปคลอรัสจะทำลายเรซินด้วยการออกซิไดซ์ ทำให้รูพรุนเปิดขึ้นใหม่

2.2 กราไฟต์อัดซึมด้วยฟูราน (M106K)

เรซินฟูรานมีความต้านทานกรดและด่างดีกว่าฟีนอลิก เหมาะสำหรับงานที่มีการสลับกรด-ด่าง ที่โซเดียมไฮดรอกไซด์ 50% และ 100℃ กราไฟต์อัดซึมด้วยฟูรานทำงานได้อย่างมั่นคงระยะยาว บุชชิ่งปั๊มแรงเหวี่ยง IJ ที่เราจัดส่งให้โรงงานคลอรีน-ด่าง ผลิตจากกราไฟต์อัดซึมด้วยฟูราน ทำงานมาแล้ว 18 เดือนโดยไม่มีความล้มเหลว

2.3 กราไฟต์อัดซึมด้วยอีพ็อกซี

อีพ็อกซีมีความต้านทานด่างและตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิดได้ดี แต่มีขีดจำกัดอุณหภูมิต่ำกว่า (≤ 150℃) เหมาะสำหรับสื่อที่อุณหภูมิห้องซึ่งมีตัวทำละลายอินทรีย์เป็นส่วนประกอบ

3. ความต้านทานการกัดกร่อนของกราไฟต์ที่อัดซึมด้วยโลหะ

3.1 กราไฟต์ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนี (M106D)

แอนติโมนีมีความคงตัวค่อนข้างดีในสารละลายด่างและทนต่อกรดซัลฟิวริกความเข้มข้นปานกลางถึงต่ำได้ดี มีคุณสมบัติเด่นใน:

• โซเดียมไฮดรอกไซด์: สูงสุด 50% ที่อุณหภูมิสูงสุด 200℃
• กรดซัลฟิวริก: สูงสุด 60% ที่อุณหภูมิสูงสุด 120℃
• ไอน้ำ: สูงสุด 450℃
• น้ำมันความร้อน: สูงสุด 400℃

กราไฟต์ที่อัดซึมด้วยแอนติโมนีต้องใช้อย่างระมัดระวังในสื่อที่มีคลอไรด์ เนื่องจากไอออนคลอไรด์จะทำลายฟิล์มป้องกันบนแอนติโมนี ทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุน สำหรับปั๊มระบายความร้อนด้วยน้ำทะเลและงานบำบัดน้ำเสียเกลือแนะนำให้ใช้เกรดที่อัดซึมด้วยเรซินหรือชิ้นส่วนที่จับคู่ด้วยซิลิคอนคาร์ไบด์

3.2 กราไฟต์ที่อัดซึมด้วยทองแดง

กราไฟต์ที่อัดซึมด้วยทองแดงมีการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม แต่ไม่ทนต่อแอมโมเนีย เกลือแอมโมเนียม หรือกรดเข้มข้น ใช้เป็นหลักสำหรับซีลที่ต้องระบายความร้อนในงานที่มีอุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนต่ำ

4. การใช้งานกับตัวทำละลายอินทรีย์

คาร์บอนกราไฟต์เองมีความคงตัวต่อสารละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่ เช่น เบนซีน โทลูอีน ไซลีน เอทานอล อะซิโตน คลอโรฟอร์ม และไดคลอโรมีเทน อย่างไรก็ตาม ต้องตรวจสอบความทนทานของสารอัดซึมอย่างละเอียด เนื่องจากเรซินฟีนอลิกและฟูแรนอาจพองตัวในตัวทำละลายขั้วโลก และอีพ็อกซี่จะเสื่อมสภาพในคีโตน สำหรับปั๊มที่ใช้กับตัวทำละลายอินทรีย์ แนะนำให้ใช้กราไฟต์บริสุทธิ์สูงที่ไม่อัดซึมหรือกราไฟต์ที่อัดซึมด้วย PTFE

5. ตารางอ้างอิงความเข้ากันได้อย่างรวดเร็ว

| สื่อ | ความเข้มข้น | อุณหภูมิ | ฟีนอลิก | ฟูแรน | แอนติโมนี |

|--------|-------|-------|----------|-------|----------|

| HCl | ทุกความเข้มข้น | ต้ม | ใช้ได้ | ใช้ได้ | ไม่ใช้ |

| H2SO4 | 70% | 90℃ | ใช้ได้ | ใช้ได้ | ระวัง |

| HNO3 | 30% | อุณหภูมิห้อง | ไม่ใช้ | ไม่ใช้ | ไม่ใช้ |

| NaOH | 50% | 100℃ | ระวัง | ใช้ได้ | ใช้ได้ |

| น้ำทะเล | — | อุณหภูมิห้อง | ใช้ได้ | ใช้ได้ | ระวัง |

| เบนซีน | 100% | อุณหภูมิห้อง | ระวัง | ใช้ได้ | ใช้ได้ |

| ไอน้ำ | — | 400℃ | ไม่ใช้ | ไม่ใช้ | ใช้ได้ |

6. ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกใช้

1.ถือว่าคาร์บอนกราไฟต์ทนการกัดกร่อนได้ทุกกรณี โดยไม่คำนึงถึงผลของสารอัดซึม ทำให้เกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควรในสื่อที่มีการออกซิไดซ์

2.มองข้ามผลของอุณหภูมิ: สื่อที่ทนได้ในอุณหภูมิห้องอาจเร่งการกัดกร่อนได้เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

3.ไม่พิจารณาการกัดกร่อนแบบกัลวานิกของชิ้นส่วนที่จับคู่: คาร์บอนกราไฟต์ทำหน้าที่เป็นขั้วลบและอาจเร่งการกัดกร่อนของชิ้นส่วนโลหะที่จับคู่ได้

สรุป

ความเข้ากันได้ทางเคมีของคาร์บอนกราไฟต์เป็นผลรวมของประสิทธิภาพของสารอัดซึมและตัววัสดุคาร์บอน เราแนะนำให้นักออกแบบกำหนดความเข้มข้นของสื่อ อุณหภูมิ ความเร็วการไหล และวัสดุที่จับคู่ จากนั้นใช้ตารางความเข้ากันได้นี้สำหรับการคัดกรองเบื้องต้น สำหรับงานที่ซับซ้อนหรือสื่อใหม่ กรุณาแจ้งพารามิเตอร์การทำงานกับทีมวิศวกรของเราเพื่อประเมินร่วมกันและรับประกันโซลูชันการซีลที่เชื่อถือได้และคุ้มค่า