Hãy hỏi một nhóm kỹ sư xử lý xem ngành nào sử dụng nhiều bộ lọc kim loại nhất và bạn sẽ nhận được một số câu trả lời khác nhau. Kỹ sư hóa học cho biết thu hồi chất xúc tác. Kỹ sư bán dẫn chỉ ra độ tinh khiết của khí. Kỹ sư dược phẩm nói về quá trình lọc và chiết xuất vô trùng. Mỗi kỹ sư có một quan điểm, chỉ cần nhìn vào cùng một phần cứng từ một góc độ khác nhau.
Các bộ lọc này hiển thị ở nhiều ngành, nhưng lý do cài đặt chúng rất khác nhau. Một số hoạt động cần phần cứng có thể chịu được nhiệt độ cao và áp suất khắc nghiệt. Một số khác yêu cầu kiểm soát ô nhiễm trong môi trường-sạch cực kỳ. Và một số người chỉ muốn tránh việc phải mua hộp mực dùng một lần cách ngày – hãy làm sạch nó, đặt lại và chạy lại.
Bản thân vật liệu – titan so với không gỉ – phụ thuộc vào những gì đang chảy qua hệ thống, nhiệt độ nó đang chạy và cách làm sạch bộ lọc. Bài viết này đề cập đến các ngành công nghiệp chính sử dụng bộ lọc kim loại và xem xét điều gì thúc đẩy sự lựa chọn vật liệu trong từng ngành.
Hóa chất và hóa dầu
Nếu bạn nhìn vào tổng trọng tải và số lượng đơn vị, hóa chất và hóa dầu đứng đầu mọi lĩnh vực khác. Không có cuộc thi thực sự.
Các dòng chảy qua các nhà máy này thường nóng, chịu áp suất và chứa đầy chất lỏng mạnh - axit, chất ăn da, dung môi, những chất ăn mòn môi trường hữu cơ trong thời gian ngắn. Kim loại thiêu kết có thể chịu được các điều kiện có thể phá hủy bộ lọc dựa trên polyme-trong vài giờ.
Titan đã được sử dụng trong môi trường clorua trong nhiều thập kỷ. Nó giữ ở nơi hầu hết các kim loại khác bị ăn mòn nhanh chóng. Điều đó làm cho nó trở thành mặc định cho axit clohydric, clo ướt và axit sulfuric loãng. Các dòng kiềm, chất hữu cơ và hydrocacbon nóng đòi hỏi một thứ ít kỳ lạ hơn - thép không gỉ 316L hoặc 304 bao phủ những thứ đó mà không gặp nhiều khó khăn. Inconel và Hastelloy đôi khi được chỉ định cho các dịch vụ có độ pH cao và{6}}có tính ăn mòn cao. Điều đó nói lên rằng, các kỹ sư thường xem xét mọi khả năng khác trước khi ký vào đơn đặt hàng đó – những hợp kim đó không hề rẻ.
Thu hồi chất xúc tác là một yếu tố quan trọng khác trong lĩnh vực hóa chất. Các đơn vị xử lý thủy điện và nhà máy hóa dầu chạy bằng kim loại quý đắt tiền – bạch kim, palladium, niken, coban. Nếu những hạt xúc tác đó chuyển sang thiết bị hạ nguồn thì tổn thất sẽ tăng lên nhanh chóng. Các phần tử lọc kim loại thiêu kết thu giữ các chất rắn đó và đưa chúng trở lại lò phản ứng. Một-hệ thống khôi phục được thiết kế tốt thường tự trang trải chi phí trong vòng 12 đến 18 tháng.
Dịch vụ dầu bùn của FCC đáng được nhắc đến như một chuẩn mực. Chất rắn đầu vào thường đạt 12.000 ppm. Nhiệt độ chạy khoảng 350 độ. Thông số kỹ thuật đầu ra yêu cầu chất rắn dưới 50 ppm. Môi trường hữu cơ không tồn tại ở nhiệt độ đó. Gốm sứ chịu được nhiệt nhưng có xu hướng bị nứt khi rửa ngược nhiều lần. Thép không gỉ thiêu kết – thường là 316L hoặc 304 – không có vấn đề gì.
Chất bán dẫn
Sản xuất chất bán dẫn tiếp cận quá trình lọc từ một góc độ khác. Nó không phải là về việc chống ăn mòn. Đó là về độ tinh khiết ở quy mô mà hầu hết các kỹ sư không bao giờ phải nghĩ tới.
Chất lỏng được lọc là các loại khí có độ tinh khiết cực cao- và một số hóa chất xử lý nhất định. Bản thân bộ lọc phải luôn sạch sẽ - không bị rơi hạt, không thoát khí, không đưa các chất gây ô nhiễm vào. Màng hữu cơ thường không được sử dụng vì chúng có thể giải phóng chất xơ hoặc chất dễ bay hơi. Kim loại thiêu kết không có những vấn đề đó. Nó cứng nhắc. Nó không rơi ra. Nó có thể được nung ở nhiệt độ cao để loại bỏ bất kỳ ô nhiễm còn sót lại.
Lựa chọn vật liệu ở đây rất đơn giản: thép không gỉ 316L. Nó có khả năng chống ăn mòn thích hợp cho các dòng khí bán dẫn và các hóa chất nhẹ, nhưng quan trọng hơn là đặc tính bong tróc hạt của nó rất đặc trưng. Tính toàn vẹn mối hàn của nó có thể dự đoán được. Nó không gây ra mối lo ngại về ô nhiễm chéo-mà titan đôi khi gây ra trong các bước quy trình nhất định.
Các ứng dụng phổ biến bao gồm bảng phân phối khí có độ tinh khiết cao, bộ lọc bùn CMP và các bộ lọc tại điểm sử dụng trên các công cụ khắc và lắng đọng. Xếp hạng lọc thường giảm xuống 0,1 µm tuyệt đối. Đó là thông số kỹ thuật chặt chẽ hơn so với hầu hết các nhà máy hóa chất đang vận hành và nó đặt ưu tiên hàng đầu vào tính toàn vẹn của bộ lọc và kiểm soát chất lượng.
Dược phẩm
Pharma lại là một con vật khác. Nhiệt độ và áp suất quá trình thường khiêm tốn. Động lực thực sự là sự tuân thủ quy định.
Các cơ quan quản lý đã thúc đẩy các tiêu chuẩn chặt chẽ hơn về lọc vô trùng, chất chiết xuất và chất ngâm chiết trong những năm gần đây. Phương tiện lọc phải chứng minh khả năng lọc thấp, khả năng giữ vi khuẩn ổn định và các quy trình làm sạch đã được xác nhận. Các bộ phận kim loại đáp ứng các tiêu chuẩn đó và mang lại một lợi thế rõ ràng so với đồ dùng một lần – chúng có thể được làm sạch tại chỗ và khử trùng tại chỗ bằng hơi nước. Bộ lọc dùng một lần sẽ bị vứt đi sau một lần sử dụng. Một phần tử kim loại thiêu kết quay trở lại vòng lặp.
Lọc dược phẩm hầu như chỉ chạy trên 316L. Nó xử lý môi trường-nước, chất đệm và dung môi thuốc thông thường mà không gặp vấn đề gì. Nó cũng duy trì chu trình hơi nước và quy trình CIP mà không bị suy giảm. Titan hiếm khi xuất hiện trong dược phẩm vì không có tiền lệ quy định nào cho nó trong hầu hết các ứng dụng và việc xác nhận đã đủ khó đối với các vật liệu có hồ sơ theo dõi lâu dài.
Mặt thực tế cũng quan trọng. Các dòng dược phẩm chạy liên tục. Trao đổi đồ dùng một lần có nghĩa là thời gian ngừng hoạt động, xác nhận lại và thủ tục giấy tờ. Một bộ phận kim loại có thể được làm sạch và tái sử dụng nhiều lần sẽ cắt giảm đáng kể chi phí đó.
Thực phẩm và đồ uống
Trong thực phẩm và đồ uống, màng lọc kim loại xuất hiện trong các dòng xirô nóng, các bước làm sáng bia, khử vi sinh vật. Khả năng làm sạch và tái sử dụng các phần tử giúp chúng-có hiệu quả về mặt chi phí trong môi trường sản xuất liên tục.
Thép không gỉ 304 là đặc điểm ở đây. Nó có giá cả phải chăng, dễ dàng giữ sạch và chịu được các hóa chất CIP mà các nhà máy thực phẩm chạy qua dây chuyền của họ. Một số hoạt động xử lý nước ép trái cây có tính axit hoặc dung dịch nước muối có thể lên tới 316L. Titan hiếm khi được thấy trong dịch vụ thực phẩm - quá đắt và không có nhiều tiền lệ quy định về nó. Có những trường hợp ngoại lệ thích hợp trong chế biến nước trái cây trong đó clorua và nhiệt độ cao chồng lên nhau, nhưng những trường hợp đó rất ít và xa nhau.
Sản xuất điện và hàng không vũ trụ
Quá trình sản xuất điện sử dụng bộ lọc kim loại trong hệ thống dầu bôi trơn tuabin, bộ lọc trước{0}}nước phục vụ hạt nhân và quá trình đánh bóng nước cấp. Độ tin cậy và khoảng thời gian phục vụ lâu dài có xu hướng là những yếu tố quyết định.
Thép không gỉ 304 và 316L bao gồm hầu hết các ứng dụng này. Ăn mòn hiếm khi là mối quan tâm chính trong các ứng dụng năng lượng. Tải trọng tuần hoàn và tuổi thọ mỏi mang nhiều trọng lượng hơn. Các nhà máy hạt nhân đôi khi yêu cầu vật liệu nâng cấp và titan có tác dụng đối với các hệ thống làm mát bằng nước biển-trong đó hiện tượng nứt clorua là một nguy cơ đã biết.
Titan được sử dụng nhiều hơn trong ngành hàng không vũ trụ so với hầu hết các ngành công nghiệp khác ngoài xử lý hóa học. Khung máy bay và đường thủy lực được hưởng lợi từ việc giảm trọng lượng mà titan mang lại. Khả năng chống ăn mòn có ích, nhưng việc giảm trọng lượng của khung máy bay thường là yếu tố lớn hơn. Thép không gỉ vẫn được sử dụng ở những nơi khối lượng ít được quan tâm hơn hoặc khi bộ phận không được gắn trên cấu trúc máy bay.
Vậy ngành nào chiếm vị trí hàng đầu? Xét về tổng khối lượng, hóa chất và hóa dầu giành chiến thắng hoàn toàn. Theo yêu cầu của quy trình, chất bán dẫn đặt tiêu chuẩn cao nhất. Do gánh nặng pháp lý, dược phẩm phải đối mặt với mức tăng cao nhất.
Cộng tất cả lại và thép không gỉ 316L đứng đầu về khối lượng tuyệt đối. Nó xuất hiện ở mọi nơi. Titan chuyên dụng hơn – chất-dùng cho axit clohydric, clo ướt và một số công việc hàng không vũ trụ nhưng hiếm khi được tìm thấy trong chất bán dẫn, dược phẩm hoặc nhà máy thực phẩm. 304 xử lý các công việc ít đòi hỏi hơn trong đó clorua không phải là một yếu tố.
Điều gắn kết tất cả những điều này lại với nhau thật đơn giản. Quá trình này quá phức tạp, quá nhạy cảm hoặc quá tốn kém có thể gây ra lỗi bộ lọc. Chất hữu cơ không thể thực hiện được công việc này. Chi phí cho sự cố ngừng hoạt động ngoài kế hoạch hoặc sự cố ô nhiễm hầu như luôn vượt quá khoản đầu tư ban đầu vào kim loại thiêu kết.
Đó là vị trí thích hợp mà các bộ lọc này chiếm giữ. Không phải vì chúng mới hay thú vị. Bởi vì họ xử lý các điều kiện khiến các phương tiện khác bị bỏ lại phía sau.
