گیلے تیزاب کے بخارات میں 130 ڈگری پر PFA شیتھ ایجز کے طور پر برقی رساو کرنٹ میں اضافے کی پیش گوئی کیسے کی جائے؟

گیلے تیزابی بخارات (HCl, H2SO4, HNO3 یا 130 ڈگری پر مخلوط تیزاب) میں PFA ہیٹر کی عمر بڑھنے کے ساتھ میان کی برقی موصلیت کی مزاحمت کم ہو جاتی ہے اور رساو کرنٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔ عروج ایک Arrhenius-مساوات کی طرح تیز ہوتا ہے، تیزاب کی قسم اور ارتکاز کے لحاظ سے ہر 1000-2000 گھنٹے میں لیکیج کرنٹ دگنا ہوتا ہے۔ خشک ہوا میں 130 ڈگری پر نئے پی ایف اے ہیٹر کا رساو کرنٹ <0.01 ایم اے ہے۔ گیلے HCl بخارات (30% ارتکاز، 130 ڈگری) میں 2000 گھنٹے کے بعد لیکیج کرنٹ 0.1–0.5 mA تک بڑھ سکتا ہے۔ 5,000 گھنٹے میں، یہ 1-5 mA تک جا سکتا ہے، عام GFCI ٹرپ لیول (5-30 mA) تک پہنچ سکتا ہے۔ اگر آپ اضافے کی پیشن گوئی کر سکتے ہیں تو آپ اسے تبدیل کر سکتے ہیں اس سے پہلے کہ اس سے ٹرپنگ یا آلودگی پیدا ہو۔ پیشن گوئی کا ماڈل پی ایف اے میٹل انٹرفیس پر دخول کی شرح، تیزاب کی چالکتا اور وقت کو کنڈکٹیو کوٹنگ بنانے کے لیے درکار ہے۔

عمر رسیدہ پی ایف اے لیکیج کرنٹ میکانزم
Leakage currents travel from the metal heating element (120–480 VAC) to ground over two parallel paths: (1) through the PFA bulk (volume resistivity, ∼10¹⁶ Ω·cm for new PFA) and (2) along the PFA-metal contact (surface conductivity, modified by moisture and corrosion products). New PFA, volume resistivity >10^15 اوہم-سینٹی میٹر، لیکیج کرنٹ<0.001 micro-A-negligible. As the heater ages acid vapours infiltrate through the PFA wall (see Article #35 for HCl permeation rates. Acid will condense at the PFA–metal interface (if the interface temperature is below the dew point of the acid). The condensed acid provides a thin layer of electrolyte of conductivity based on acid concentration and temperature. The metal core corrodes slowly, and the metal ions that are produced increase the conductivity of the electrolyte. The leakage current is I=V/R where R decreases with increasing the conductive film.

رساو کرنٹ کے بڑھنے کی شرح تیزاب کے پارمیشن کی شرح سے ہوتی ہے جو فِک کے قانون کے تحت چلتی ہے۔ 130 ڈگری پر 2 ملی میٹر PFA کے ذریعے HCl کی رسائی کی شرح 0.5–1.5 g/m²·day ہے۔ 5000 گھنٹے (208 دن) کے دوران کل داخل ہونے والا تیزاب=0.5–1.5 × 0.5 m2 (اوسط ہیٹر کا علاقہ) × 208=52–156 کلو HCl تک پہنچنے والے انٹرفیس-کو کنڈکٹیو کوٹنگ بنانے کے لیے کافی ہے۔

لیکیج کرنٹ پریڈیکشن ماڈل
تیز رفتار عمر کی جانچ (130 ڈگری / گیلے ایسڈ وانپ / 2 ملی میٹر پی ایف اے وال) سے تجرباتی اعداد و شمار درج ذیل پیشن گوئی مساوات I(t)=I ابتدائی * exp(t/τ) کی طرف لے جاتے ہیں جہاں τ (رساو کرنٹ کے دوگنا ہونے کا وقت) تیزاب کی قسم پر مختلف ہوتا ہے:

خشک ہوا (کنٹرول): τ > 100 000 h (کوئی خاطر خواہ اضافہ نہیں)

گیلے HCl (10–30 %) τ=1,500–2,500 گھنٹے۔

گیلے H2SO4 (50-70%) τ=800-1500 گھنٹے

گیلے HNO3 (30-50%): τ=2,000-3,000 h

گیلا ملا ہوا تیزاب (جیسے ایکوا ریجیا): τ=500-1000 گھنٹہ

HF گیلا (10–50%) τ=1,000–2,000 گھنٹے

t=2,000 گھنٹے PFA ہیٹر کے لیے 130 C پر 30% HCl بخارات میں۔ t=0 پر لیکیج کرنٹ 0.01 mA ہے۔ t=2,000 h I=0.01 × e 1=0.027 mA پر۔ t=4,000 گھنٹے پر، I=0.01 exp(2)=0.074 mA۔ ٹی=6000 گھنٹے پر، I{{20}×exp(3)=0.20 mA۔ I=0.01 × exp(5)=1.48 mA at t=10,000 گھنٹے۔ یہ اب بھی عام 5-30 mA ٹرپ کی حد سے نیچے ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ انٹرفیس کے رساو کی وجہ سے GFCI ٹرپنگ کا پہلا فیل موڈ ہونے کا امکان نہیں ہے۔ اس کے بجائے، ابتدائی طور پر بنیادی سنکنرن یا جھلس رہا ہے (آرٹیکل #65 دیکھیں)۔ رساو کرنٹ صرف ایک متعلقہ پیش گو ہے اگر یہ 0.5-1.0 mA سے زیادہ ہو، جو انٹرفیس کے کافی انحطاط کی نشاندہی کرتا ہے۔

عملی پیشن گوئی اور نگرانی
گیلے تیزاب کے بخارات کی خدمت کے لیے، 100 گھنٹے کے رن ٹائم کے بعد ہیٹر کے لیے ایک بنیادی لیکیج کرنٹ کا تعین کریں (ابتدائی نمی جذب کو مستحکم کرنے کے لیے)۔ لیکیج کرنٹ موڈ میں GFCI ٹیسٹر یا میگوہ میٹر کے ساتھ ٹیسٹ کریں۔ اس کی قیمت (عام طور پر 0.01 سے 0.10 ایم اے) ریکارڈ کریں۔ سہ ماہی اشارے۔ سیمی-لاگ پیپر پر پلاٹ۔ رساو 5 mA (یا آپ کی سہولت کے لیے الارم کی سطح) تک پہنچنے کی پیشین گوئی کرنے کے لیے ایک کفایتی منحنی خطوط فٹ کریں۔ مخصوص تیزاب کے لیے اوپر دیے گئے جدول سے τ منتخب کریں۔ اگر ماپا جائے تو پیشن گوئی (تیز اضافہ) نقصان کے لیے ہیٹر کو چیک کریں۔

اس طرح 4,000 گھنٹے میں 0.2 mA کی پیمائش شدہ رساو کرنٹ والے ہیٹر کے لیے (پیش گوئی 0.074 mA) اصل τ=4,000 / ln(0.2/0.01)=4,000 / ln(20)=4,000 / ln(20)=4,000} {3} {3} {3} {3} گھنٹے پیشن گوئی سے زیادہ. یہ ہیٹر اگلے 2000 گھنٹوں کے اندر روک تھام کے لیے متبادل ہے۔

رساو کرنٹ میں اضافے کو کم کرنے کے لیے تخفیف
رساو کرنٹ میں اضافے کو سست کرنے کے لیے:

ایک موٹی پی ایف اے دیوار (2.5-3.0 ملی میٹر) کا استعمال کرکے پارمیشن کی شرح کو 40-60٪ تک کم کیا جاسکتا ہے۔

آپریٹنگ درجہ حرارت میں کمی (ہر 10 ڈگری کمی کے لیے پارمیشن کی شرح نصف ہے)۔

گاڑھا ہونے سے بچنے کے لیے سرد حصے کو اوس پوائنٹ کے اوپر رکھیں (آرٹیکل نمبر 67 دیکھیں)۔

گاڑھا ہونے سے پہلے داخل شدہ تیزاب کو ہٹانے کے لیے ٹھنڈے حصے میں نائٹروجن پرج (خشک N 2، 0.1–0.2 بار) شامل کریں۔

آرٹیکل #87 کے مطابق، اینیلڈ پی ایف اے (زیادہ سے زیادہ کرسٹل پن، کم پارگمیتا) کی وضاحت کریں۔

نتیجہ: HCl میں لیکیج کرنٹ ہر 1,500 سے 2,500 گھنٹے بعد دوگنا ہو جاتا ہے۔
گیلے تیزابی بخارات میں پی ایف اے ہیٹر کا 130 ڈگری پر لیکیج کرنٹ وقت کے ساتھ تیزی سے بڑھتا ہے۔ دوگنا وقت کے استحکام τ=1,500-HCl کے لیے 2,500 h، H 2 SO 4 کے لیے 800-1,500 h اور مخلوط تیزاب کے لیے 500-1,000 h ہیں۔ رساو کی موجودہ پیمائش ہر 500-1,000 گھنٹے بعد باقی زندگی کی پیش گوئی کی اجازت دے گی اس سے پہلے کہ رساو نازک سطح تک پہنچ جائے (GFCI ٹرپ کے لیے 5 mA، ابتدائی وارننگ کے لیے 1 mA)۔ زیادہ تر ایپلی کیشنز میں لیکیج کرنٹ کی ترقی کی شرح اعتدال پسند ہے اور اس کا نتیجہ GFCI کے قبل از وقت ٹرپنگ نہیں بلکہ بنیادی سنکنرن یا جھلسنے کی صورت میں ہوتا ہے۔ تاہم، اعلی مزاحمتی سیالوں (DI واٹر، انتہائی خالص پانی) کے لیے، جب 0.5 mA کا لیکیج کرنٹ بھی ناقابل قبول ہے، میان کے بگاڑ کا سب سے بڑا ابتدائی پیش گو رساو کرنٹ کی نگرانی ہے۔ 0.5 ایم اے پر الارم کے ساتھ مسلسل رساو مانیٹر فراہم کریں۔ متبادل کی پیشین گوئی کریں جب ایکسپونینشل فٹ اگلے 2,000 گھنٹوں میں 1.0 mA کی پیش گوئی کرے۔ سفر کرنے سے پہلے: مانیٹر، ماڈل، بدلیں۔ یہ پیشین گوئی کی دیکھ بھال ہے.