Keskkonnaseire, tööstusohutuse ja laborianalüüsi valdkonnasmikroõhupumbadon gaasiproovivõtusüsteemide olulised komponendid. Söövitavate gaaside analüüsimisel mõjutab pumba materjalide valik otseselt analüüsitulemuste täpsust ja seadmete kasutusiga. Vale materjali valimine võib kahjustada andmete kvaliteeti ja isegi põhjustadamini alalisvoolu õhupumpebaõnnestumine.

See artikkel annab selge ja praktilise ülevaate materjali valikust otsekohesel viisil.

Põhiprintsiip: keskendumine ainult gaasiga kokkupuutuvatele komponentidele

Mikropumpade puhul tuleb korrosioonikindluse osas arvestada ainult gaasiga otseselt kokkupuutuvaid komponente. Neid nimetatakse tavaliselt "märja otsa" komponentideks ja need hõlmavad peamiselt järgmist:

1. Pumbapea/kate: Pakub konstruktsioonilist tuge ja omab gaasiga suurimat kokkupuutepinda.

2, membraan: vastutab gaasiülekande eest, nõuab head paindlikkust ja väsimuskindlust.

3. Ventiiliplaadid/ventiilid: kontrollivad gaasivoolu suunda, nõudes kiiret reageerimist ja head tihendust.

Peamised materjalid: "Märgotsa" komponendid — valik plastide ja elastomeeride vahel

„Märgpea“ komponendid koosnevad peamiselt sellistest materjalidest nagu kõrgjõudlusega plastid (kasutatakse pumbapeade jaoks) ja kõrgjõudlusega elastomeerid (kasutataksemembraanid ja ventiilid). Allpool vaatleme nende materjalide omadusi, keskendudes "märja otsa" komponentidele.

Pumbapea materjalid: tugevuse ja korrosioonikindluse tasakaalustamine

Materjali nimetus	Lühend	Peamised omadused ja rakendused	Sobivad gaasitüübid
Polüfenüleensulfiid	PPS	Hea üldine jõudlus. Suur mehaaniline tugevus, hea kuumakindlus ja lai taluvus hapete, leeliste ja lahustite suhtes. Tavaliselt kasutatakse enamikus suitsugaaside analüüsides (SO₂, NOx).	Nõrgad happed, nõrgad leelised, tavalised lahustid
Polüvinülideenfluoriid	PVDF	Sobib tugevatele oksüdeerijatele. Suurepärane vastupidavus tugevatele oksüdeerivatele gaasidele nagu Cl₂, O₃ ja tugevad happed.	Tugevad oksüdeerijad, tugevad happed
Polütetrafluoroetüleen	PTFE	Keemiliselt inertne. Praktiliselt ei reageeri ühegi kemikaaliga. Sobib keskkondadesse, mis nõuavad kõrgeimat puhtusastet või keerukate ja karmide gaasikoostistega keskkondadesse.	Peaaegu kõik kemikaalid

Praktiline nõuanne: Kui gaas sisaldab suures kontsentratsioonis kloori või osooni, on soovitatav valida PVDF- või PTFE-pumbapea, vältides PPS-i.

Membraani/klapi materjalid: elastsuse ja stabiilsuse tasakaalustamine

Membraanid ja ventiilid peavad olema elastsed ja samal ajal korrosioonikindlad.

Materjali nimetus	Lühend	Peamised omadused ja rakendused	Maksumus ja rakendatavus
Polüfenüleensulfiid	EPDM	Madalam hind. Hea vastupidavus hapetele, leelistele ja veeaurule. Siiski on sellel halb vastupidavus õlidele ja enamikule orgaanilistele lahustitele (LOÜ-dele).	Madal hind, sobib tavapäraste söövitavate gaaside jaoks ilma lenduvate orgaaniliste ühenditeta.
Polüvinülideenfluoriid	FKM	Mitmekülgne. Hea vastupidavus orgaanilistele lahustitele, süsivesinikele (VOC) ja tugevatele hapetele. Tööstuslikus analüüsis laialdaselt kasutatav elastomeer.	Mõõdukas hind, usaldusväärne jõudlus, sobib enamikesse tööstuskeskkondadesse.
Polütetrafluoroetüleen	FFKM	Parim korrosioonikindlus. Keemiline vastupidavus on lähedane PTFE-le, säilitades samal ajal kummi elastsuse. Vastupidav peaaegu kõikidele keemilistele keskkondadele.	Väga kõrge hind, kasutatakse ainult äärmiselt karmides ja kriitilise tähtsusega rakendustes, kus katkestus pole võimalik.

Praktiline nõuanne: Kui gaas sisaldab süsivesinikke või orgaanilisi lahusteid (VOC), ärge valige EPDM-i. Valige hoopis FKM või FFKM.

Kolmeastmeline otsustusprotsess: kuidas õigesti valida?

Materjali valikul ei ole oluline valida kõige kallim variant, vaid see sobitada tegeliku olukorraga.

1. samm: gaasi koostise ja kontsentratsiooni kindlakstegemine

See on materjali valiku kõige olulisem alus. Te peate teadma mõõdetava gaasi kõige söövitavamat komponenti ja selle maksimaalset kontsentratsiooni.

• Näide üks: Tavapärane suitsugaas (madala kontsentratsiooniga SO₂, NOx): PPS pumbapea + FKM membraan/ventiilid.
• Näide kaks: Kloori analüüs kloorleelise tehastes (kõrge Cl₂ kontsentratsioon): PVDF pumbapea + FFKM membraan/ventiilid.

2. samm: arvestage temperatuuri mõjuga

Temperatuur kiirendab korrosiooni. Toatemperatuuril vastupidav materjal võib kõrgetel temperatuuridel kiiresti puruneda. Vaadake alati materjalide ühilduvustabeleid, mis põhinevad tegelikul töötemperatuuril.

3. samm: Tasakaalustage kulud ja riskid

• Madala riskiga / rutiinsed rakendused: Parima hinna ja kvaliteedi suhte saavutamiseks valige PPS/FKM kombinatsioon.
• Kõrge riskiga/kriitilised rakendused: valige PVDF/PTFE/FFKM kombinatsioon. Kuigi alginvesteering on suurem, pakub see pikemat kasutusiga ja suuremat analüüsi usaldusväärsust, osutudes pikas perspektiivis säästlikumaks.

MeeldetuletusSöövitava gaasi analüüsimisel on materjalide ühilduvus esmatähtis. Materjali rike ei põhjusta mitte ainult kahjustusiväike õhupumpaga potentsiaalselt ka ekslike analüüsiandmete partiis.