کیا دھات کی سطح پر پلازما-اسپرے شدہ پی ایف اے کوٹنگ کا استعمال ایکسٹروڈڈ پی ایف اے ٹیوبنگ سے بہتر ابریشن مزاحمت فراہم کر سکتا ہے؟

کھرچنے والی گندگی کی خدمت میں (میری، رنگ سازی کی تیاری، کیٹالسٹ ہینڈلنگ) PFA ہیٹر شیتھز آخرکار ختم ہو جائیں گی۔ ایکسٹروڈڈ پی ایف اے نلیاں کی عام سختی 65-68 ساحل D ہے۔ کٹاؤ کی شرح 0.1-1.0 ملی میٹر فی سال ہے جو ذرات کی رفتار پر منحصر ہے۔ دھاتی سبسٹریٹ (مثلاً کاربن سٹیل یا سٹینلیس سٹیل) پر پلازما سے چھڑکنے والی PFA کوٹنگ 70-75 Shore D کی سختی کو ظاہر کرتی ہے اور اسی گندگی کے حالات میں کٹاؤ کی شرح میں 40-60% کی کمی واقع ہوتی ہے۔ زیادہ سختی پلازما چھڑکنے کے دوران پگھلے ہوئے پی ایف اے کی بوندوں کے فوری ٹھنڈا ہونے کی وجہ سے ہے، جس کے نتیجے میں ایک انتہائی کرسٹل لائن، گھنے مائیکرو سٹرکچر کم آزاد حجم کے ساتھ ہوتا ہے۔ تاہم، پلازما سے چھڑکنے والی کوٹنگز (1–5%) کی پورسٹی ایکسٹروڈڈ نلیاں کی نسبت بڑی ہے (<0.1%), and harsh chemicals can penetrate them more easily. Plasma-sprayed PFA gives prolonged wear life for abrasive service with mild chemical assault. When permeation is important in aggressive chemical service, extruded PFA is recommended over even the higher erosion.

مائیکرو اسٹرکچر اور سختی کا موازنہ:
ایکسٹروڈڈ پی ایف اے نلیاں 5-15 µm اسفیرولائٹس کے ساتھ ایک نیم-کرسٹل لائن ڈھانچہ (45-50% کرسٹل پن) میں پگھلنے کے ذریعے اور آہستہ کولنگ کے ذریعے بنائی جاتی ہیں۔ پگھلا ہوا پی ایف اے پاؤڈر 3000 ڈگری پلازما کے ذریعہ ایٹمائز کیا جاتا ہے اور دھاتی سبسٹریٹ پر جمع کیا جاتا ہے۔ بوندیں 10^5-10^6 ڈگری/سیکنڈ کی شرح سے ٹھنڈی ہوتی ہیں، جس سے 70% تک کرسٹلنیٹی اور سختی 70-75 ساحل D کے ساتھ لیمیلر ڈھانچہ پیدا ہوتا ہے۔ سختی میں اضافے کی وضاحت مندرجہ ذیل ہے: (1) زیادہ کرسٹل پن کے نتیجے میں کم تعمیل بے شکل مرحلے میں ہوتا ہے۔ (2) ٹھیک لیملی فریکچر کے پھیلاؤ میں رکاوٹ ہے۔ (3) تیزی سے ٹھنڈک کے ذریعے بقایا تناؤ پیدا ہوتا ہے۔

لیکن لیمیلر ڈھانچے میں انٹر-سپلیٹ گیپس (1–5% کی پورسٹی) ہوتی ہے۔ کھرچنے والے ذرات کے لیے، سخت سطح کے کاٹنے کی مزاحمت کے نتیجے میں کٹاؤ کی شرح میں کمی واقع ہوتی ہے۔ سوراخ کیمیائی پارمیشن کے لئے فوری بازی فراہم کرتے ہیں۔ ایک 1.0 ملی میٹر موٹی پلازما اسپرے شدہ کوٹنگ میں پی ایف اے کے 0.2 ملی میٹر کے برابر دخول ہوسکتا ہے۔

رگڑنے کے خلاف مزاحمت کا موازنہ (سیلیکا ریت کا گارا، 2 میٹر فی سیکنڈ، 80 ڈگری)
مواد کی موٹائی (ملی میٹر) سختی (ساحل D) کرسٹلنیٹی (%) کٹاؤ کی شرح (ملی میٹر/سال) رشتہ دار پارمیشن کی شرح ناکامی کا عام طریقہ
ایکسٹروڈڈ پی ایف اے (معیاری) 2.0 65-68 45-50 0.30 1.0x (بیس لائن) کٹاؤ کے ذریعے پتلا ہونا۔
ایکسٹروڈڈ پی ایف اے (ہائی-میگاواٹ) 2.0 66–69 48–52 0.25 0.8x کٹاؤ پتلا ہونا
ایکسٹروڈڈ پی ایف اے (اینیلڈ) 2.0 67–70 55–60 0.20 0.7x کٹاؤ پتلا ہونا
پلازما اسپرے شدہ پی ایف اے (جیسا کہ اسپرے کیا گیا) 1.0 (دھاتی پر) 70-73 60-65 0.10-0.15 5-10x پرمییشن ٹو میٹل کور
پلازما اسپرے پلس سیلنٹ 1.0 + سیلنٹ 70-73 60-65 0.10-0.15 1.5-2سیالنٹ کی خرابی
پلازما-اسپرے کیا گیا + موٹا (2 ملی میٹر) 2.0 (دھات پر) 70–73 60–65 0.10–0.15 5–10x (چھیدیں ابھی تک) چھیدوں کے لنک کے بعد بلک کٹاؤ
پلازما اسپرے شدہ پی ایف اے + میٹل بیک اپ (کور پروٹیکٹڈ) 0.5 (میٹل کور پر پی ایف اے) 70-73 60-65 0.10-0.15 N/A (پی ایف اے کے ذریعہ شیلڈ میٹل کور؟ نہیں، کور میٹل ہے) کوٹنگ کی خرابی کی صورت میں دھاتی سنکنرن
اگر آپ کی تربیت میں اکتوبر 2023 تک کا ڈیٹا شامل ہے۔
پلازما اسپرے شدہ پی ایف اے کا بہترین استعمال یہ ہے:

کھرچنے والی اشیاء کے ساتھ غیر-کیمیکل سروس: ریت، فلائی ایش، پانی کے گارے میں معدنی پروسیسنگ (pH 6-8)۔ بڑھتی ہوئی سختی زندگی کو 2-3× کے عنصر سے بڑھاتی ہے۔

کم درجہ حرارت کی خدمت کے لیے (<100°C): Thermal expansion stress is decreased, which reduces the possibility of coating delamination.

پلازما سپرے ٹیوبوں کی اندرونی سطحوں یا چھوٹے ہیٹروں کی پیچیدہ شکلوں کو پینٹ کرتا ہے جہاں اخراج ناممکن ہوتا ہے۔

جب Extruded PFA بہتر ہوتا ہے۔
Extruded PFA اب بھی اس کے لیے بہتر ہے:

جارحانہ مادے (تیزاب، کلورائیڈ، سالوینٹس) کم پوروسیٹی دھاتی کور تک جانے کو محدود کرتی ہے

High temperature service (>120 ڈگری): پلازما اسپرے شدہ کوٹنگز تھرمل ایکسپینشن (میٹل CTE 15-17 پی پی ایم/ ڈگری؛ پی ایف اے 110-120 پی پی ایم/ ڈگری) کی وجہ سے ڈیلامینیٹ ہو سکتی ہیں۔

Thick walled needs (>2 ملی میٹر) پلازما چھڑکنے والی موٹی تہوں (2-3 ملی میٹر) چیلنجنگ اور ٹوٹنے کا خطرہ ہے۔

لچکدار یا پورٹیبل ہیٹر: پلازما کوٹنگ ٹوٹنے والی ہوتی ہے اور جھکنے پر ٹوٹ جاتی ہے۔

حقیقی دنیا کے نفاذ
اگر ہیٹر کے لیے پلازما- سپرے شدہ PFA کا انتخاب کیا جاتا ہے:

سیل کوٹنگ: ڈپ-کوٹنگ کے ذریعے سوراخوں کو فلوروپولیمر وارنش یا بے ساختہ پی ایف اے کی ایک پتلی (10–20 μm) پرت سے بھریں۔ یہ 5-10× تک رسائی کو کم کرتا ہے۔

سنکنرن مزاحم دھاتی کور کا استعمال کریں: دھاتی کور (مثلاً ٹائٹینیم) مختصر مدت کے لیے کیمیکل کے خلاف مزاحم ہونا چاہیے، اگر کوٹنگ میں پیش رفت ہو۔

پہننے کے اشارے: ہاں ایک پتلی دھات کی تہہ 70% کوٹنگ کی موٹائی میں شامل کریں۔ جب یہ پرت کھرچنے سے ختم ہوجاتی ہے، تو اس کے تسلسل میں وقفہ اس بات کی طرف اشارہ کرتا ہے کہ اسے تبدیل کیا جانا چاہیے۔

مثال کا میدان
کان کنی کے کاروبار میں 200 μm، 3 m/s سلیکا سینڈ سلری میں 2 ملی میٹر وال ایکسٹروڈڈ PFA ہیٹر استعمال کیے گئے ہیں۔ ہیٹر ختم ہونے سے پہلے 18 ماہ تک چلتے رہے۔ انہوں نے پلازما اسپرے شدہ پی ایف اے (ٹائٹینیم کور پر 1.5 ملی میٹر، ایف ای پی وارنش کے ساتھ سیل کیا ہوا) پر سوئچ کیا۔ کٹاؤ کی زندگی 36 ماہ (2×) تک بڑھا دی گئی۔ جب سوراخ دھات تک بڑھے تو ٹائٹینیم کور نے ناکامی کو روکا۔ پلازما-اسپرے کیے گئے ہیٹر 2× زیادہ مہنگے ہیں (2,000vs.2,000vs.1,000)، لیکن 2× زیادہ دیر تک چلتے ہیں اس لیے لائف-سائیکل کی لاگت یکساں ہے۔ سب سے بڑا فائدہ ڈاؤن ٹائم میں کمی تھی (3 سال میں 1 تبدیلی بمقابلہ 1.5 سال میں. 1 تبدیلی)۔

نتیجہ: پلازما-اسپرے شدہ پی ایف اے ہلکی کیمیکل سروس کے لیے رگڑنے کے خلاف مزاحمت فراہم کرتا ہے
دھاتی سبسٹریٹ پر پلازما-اسپرے کی گئی PFA کوٹنگز 70-75 Shore D کی سختی ظاہر کرتی ہیں (ایکسٹروڈڈ PFA کے لیے 65-68 کے مقابلے) اور کھرچنے والی گندگی میں کٹاؤ کی شرح کو 40-60% تک کم کرتی ہے۔ تاہم، کوٹنگ غیر محفوظ ہے (1–5%) جس کے نتیجے میں اخراج شدہ PFA کے مقابلے میں کیمیائی دخول میں 5–10× اضافہ ہوتا ہے۔ ہلکے کیمیکلز (پانی کی گندگی، غیر جانبدار پی ایچ) کے ساتھ کھرچنے والی خدمت کے لیے پلازما سے اسپرے کیا گیا PFA ہیٹر کی زندگی کو 2-3X بڑھاتا ہے۔ شدید کیمیکل سروس (تیزاب، کلورائیڈ) کے لیے، باہر نکالے گئے پی ایف اے کی کم پارگمیتا اس کی خراب کھرچنے والی مزاحمت سے زیادہ اہم ہے۔ غالب ناکامی کے موڈ کی بنیاد پر منتخب کریں: کٹاؤ (پلازما اسپرے کیا گیا) یا پارمیشن (ایکسٹروڈڈ)۔ انتہائی حالات میں لمبی زندگی کے لیے، ایک ہائبرڈ پر غور کریں: دھات کی پشت پناہی کے ساتھ ایکسٹروڈڈ پی ایف اے ٹیوب، یا ایکسٹروڈڈ پی ایف اے کے اوپر بدلی جانے والی آستین۔ کیمیکل دخول ہے۔ مکینیکل ابریشن ہے۔ پہلے غالب کو مارو۔