“PP耐酸碱”这五个字,害了不少人。耐哪种酸、多少浓度、多少温度、有没有应力,条件不一样结果天差地别。真要选材,得一项项对。
PP被介质搞坏,只有三条路
第一条是氧化降解。强氧化性介质直接进攻分子链,把链打断。表现是表面发黄发脆、逐层剥落,这个过程不可逆,也没法靠加厚解决。浓硝酸、发烟硫酸、高浓度铬酸是典型。
第二条是溶胀。PP对多数无机介质稳定,但遇到芳烃、氯代烃这类有机溶剂会吸收进去,材料变软、尺寸胀大、强度下降。移开介质后能部分恢复,但反复几次就废了。
第三条是环境应力开裂。介质本身看起来无害,可是一旦材料内部有残余应力或者外加应力,裂纹就会在应力和介质的共同作用下悄悄扩展。焊缝附近、折弯处、螺栓孔周围最容易出。这也是为什么同样的介质,槽壁没事、焊角开裂。
常见介质的粗判
| 介质 | 常温 | 温度升高后 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 硫酸(中低浓度) | 可用 | 需降级 | 高浓度、发烟的不能用 |
| 盐酸 | 可用 | 较好 | PP的常见用武之地 |
| 硝酸 | 低浓度可用 | 限制大 | 浓硝酸不能用,氧化性太强 |
| 氢氧化钠 | 可用 | 较好 | 碱性环境是PP的强项 |
| 次氯酸钠、铬酸 | 谨慎 | 不建议 | 氧化性介质,长期接触会降解 |
表里没列的芳烃和氯代溶剂,按前面说的溶胀那一条处理,基本不建议用PP。这张表只能做初筛,不能当依据。真正定材料要看三件事:介质的实际组成、最高工作温度、有没有持续应力。金浩丰接到询价时也是先问这三项,问不清就不敢发货。
查表时最容易踩的三个坑
- 浓度和温度是耦合的。常温可用不等于六十度可用;低浓度可用不等于高浓度可用。两个条件同时变差,衰减不是相加而是相乘。
- 混合介质不能按单一介质查。实际工况里往往是酸加盐加氧化剂加有机物,几种成分的组合效果可能比其中任何一种都苛刻。电镀和酸洗的槽液尤其如此。
- 有应力的位置要降级。焊缝、拐角、开孔边缘的实际耐受能力,比同一块板的平整部位低一档。设计时该在这些位置留余量。
- 不同来源的耐化学表结论会打架。试验条件、料的牌号、判定标准都不一样,同一种介质在两张表上给出相反的结论并不稀奇。拿不准的时候,以自己在实际介质里的实测为准。
同一台设备上,不同部位也不一样
一个槽子里装的是同一种液体,但不同位置的PP板受的考验完全不同。
液面线附近最苛刻——液体和空气交替接触,浓缩、结晶、氧化都集中在这一圈,很多槽体就是从水线位置先坏。气相区看着没泡在液体里,实际承受的是高浓度的酸雾和更高的温度,未必比液下轻松。溅液区和加料口下方有冲刷和局部高浓度。底部则常年积着沉渣,沉渣底下是另一套化学环境。
所以选材时按“平均工况”查表是不够的,要按最苛刻的那个部位定。真做不到全槽按最高标准,就在关键部位做局部加厚或者衬层,别指望一个数字覆盖全部。
拿不准就挂片
凡是查表处在边界上的工况,最稳妥的办法是挂片试验:在实际介质里泡几块试片,定期取出来称重、看外观、做简单的拉伸对比。花几周时间,比事后返工便宜得多。有条件的把带焊缝的试片一起泡,因为焊缝往往先出问题。试片要取自实际要用的那一批板,不同批次的料表现未必一样。
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