Ne, PFA grijač se ne može koristiti za zagrijavanje kupke sa rastopljenom nitratnom soli na 250 stepeni, čak i sa slojem koji oslobađa bor nitrid (BN). Temperatura kontinuirane upotrebe PFA je 200–220 stepeni; na 250 stepeni, polimer omekšava (modul pada ispod 50 MPa) i počinje da se raspada. BN premaz (koji je sam po sebi stabilan do 500 stepeni) ne može spriječiti topljenje ili puzanje temeljnog PFA pod hidrostatskim pritiskom soli. Nakon nekoliko sati na 250 stepeni, PFA će se deformirati, stvoriti mjehuriće ili otpustiti toksične plinove (HF, COF₂). Za kupke otopljene soli na 250 stepeni i više koristite metalne grijače (Incoloy 800H, Inconel 600 ili nehrđajući čelik 316L sa zaštitnim oksidnim slojem) ili keramičke grijače (silicijum karbid). PFA nije prikladan za primjenu iznad 220 stepeni, bez obzira na površinske premaze.
Zašto BN premaz ne pomaže
Sloj za oslobađanje bor nitrida (debljine 0,1-0,5 mm, nanesen prskanjem ili farbanjem) je porozan. Ne može zatvoriti PFA od agresivne rastopljene soli. Na 250 stepeni, sol će prodrijeti u premaz i kontaktirati PFA. PFA omekšava na 230 stepeni (Vicat tačka omekšavanja) i topi se na 305 stepeni, ali puzanje i deformacija postaju ozbiljni znatno ispod tačke topljenja. Osim toga, nitratne soli oksidiraju. Na 250 stepeni, oni će polako napasti PFA kičmu, uzrokujući cepanje lanca. BN premaz može smanjiti adheziju soli (olakšavajući čišćenje), ali ne snižava temperaturu na površini PFA. Sam premaz ne pruža toplinsku izolaciju; PFA i dalje vidi 250 stepeni.
Termičke granice PFA u rastopljenoj soli
| Temperatura (stepen) | PFA Condition | Deformacija ispod opterećenja od 0,1 MPa (puzanje) | Kompatibilnost sa nitratnom soli | Pogodnost |
|---|---|---|---|---|
| 200 | Dobro (umjereno puzanje) | <1% strain per week | Prihvatljivo kratkoročno- | U najboljem slučaju marginalno |
| 220 | Smanjena snaga | 2-5% naprezanja sedmično | Marginalno | Ne preporučuje se |
| 230 | omekšavanje (Vicat) | 10-20% naprezanja dnevno | Loše (hemijski napad) | br |
| 250 | Raspadanje | Brza deformacija | Teški napad (HF oslobađanje) | br |
| 280 | Topljenje | Tokovi | Raspadanje | br |
Pogodni materijali za grijanje za rastopljenu nitratnu sol na 250 stepeni
| Materijal | Maksimalna temperatura (stepen) | Otpornost na koroziju soli | Troškovi | Preporučeno |
|---|---|---|---|---|
| Incoloy 800H | 550 | Dobar (formira zaštitni oksid) | Umjereno | Da |
| Inconel 600 | 600 | Dobro | Visoko | Da |
| Nerđajući čelik 316L | 450 | Umjereno (može bez koštica) | Nisko | da (sa pažnjom) |
| silicijum karbid (SiC) | 1,000 | Odlično | Visoko | Da |
| PFA + BN premaz | 220 | Loše (PFA ne uspijeva) | Nisko | br |
Primjer polja
Istraživačka laboratorija je pokušala da koristi PFA grijač sa BN premazom u spreju u kupki 60/40 NaNO₃/KNO₃ na 250 stepeni. Grijač je umetnut, a sol je otopljena. U roku od 2 sata, snaga grijača je opala i otkriven je jak miris HF. Grijač je uklonjen; PFA je omekšao i deformisao se u lukovičastu formu, a BN premaz se oljuštio. Laboratorija je prešla na grijač sa omotačem Incoloy 800H (bez premaza). Metalni grijač je radio 2+ godina bez problema. Cijena grijača Incoloy bila je 2× PFA grijača, ali je kvar izbjegnut.
Kratkoročno{0}}izuzetak (ne preporučuje se)
Za jednokratno, kratko izlaganje (<1 hour) at 250°C, such as a one-time experiment, a PFA heater might survive without immediate catastrophic failure if the salt is not flowing (static). However, the PFA will be permanently damaged (yellowed, embrittled, thinned) and cannot be reused. This is not an acceptable engineering practice for continuous or repeated service.
Zaključak: Nemojte koristiti PFA iznad 220 stepeni, čak ni sa BN premazom
PFA grijač se ne može koristiti za zagrijavanje kupke sa rastopljenom nitratnom soli na 250 stepeni, čak ni sa slojem koji oslobađa bor nitrid. PFA će omekšati, puzati, raspasti se i propasti u roku od nekoliko sati. BN premaz smanjuje adheziju, ali ne štiti polimer od temperature. Za servis rastopljene soli na 250 stepeni i više koristite metalne grijače (Incoloy, Inconel) ili keramičke grijače (SiC). Temperaturna granica PFA je apsolutna. Nijedan premaz ga ne može produžiti. Poštujte ograničenje: maksimalno 220 stepeni. Osim toga, PFA nije opcija. Otopljena so je vruća, ali PFA je topliji (i nestaje). Prebacite se na metal. Vaš proces će biti siguran. Vaš grijač će trajati. To je poslednja reč. Nema prečica. Bez premaza. Samo pravi materijal.
