Küsige protsessiinseneride rühmalt, milline tööstusharu kasutab kõige rohkem metallfiltreid, ja saate mõned erinevad vastused. Keemiainsener ütleb, et katalüsaatori taaskasutamine. Pooljuhtide insener osutab gaasi puhtusele. Farmaatsiainsener räägib steriilsest filtreerimisest ja ekstraheeritavatest ainetest. Igal inseneril on oma mõte, lihtsalt vaadates sama riistvara erineva nurga alt.
Neid filtreid kuvatakse erinevates tööstusharudes, kuid nende paigaldamise põhjused on väga erinevad. Mõned toimingud vajavad riistvara, mis talub kõrgeid temperatuure ja äärmuslikke rõhku. Teised nõuavad saastetõrjet üli-puhas keskkonnas. Ja mõned tahavad lihtsalt vältida ühekordselt kasutatavate kassettide ostmist ülepäeviti – puhastage, pange tagasi, käivitage uuesti.
Materjal ise – titaan versus roostevaba – sõltub sellest, mis süsteemist läbi voolab, millisel temperatuuril see töötab ja kuidas filtrit puhastada. See artikkel käsitleb peamisi metallfiltreid kasutavaid tööstusharusid ja vaatleb, mis põhjustab igas neist materjalide valikuid.
Kemikaalid ja naftakeemia
Kui vaadata kogutonnaaži ja ühikute arvu, on kemikaalid ja naftakeemiatooted kõigist teistest sektoritest ees. Päris võistlust pole.
Nende taimede kaudu liikuvad ojad on sageli kuumad, rõhu all ja täis agressiivseid vedelikke – happeid, söövitavaid aineid, lahusteid, kraami, mis sööb lühikese aja jooksul läbi orgaanilise keskkonna. Paagutatud metall talub tingimusi, mis hävitavad polümeer-põhised filtrid tundidega.
Titaani on kloriidikeskkonnas kasutatud aastakümneid. See peab vastu kohtades, kus enamik teisi metalle kiiresti korrodeeruvad. See muudab selle vesinikkloriidhappe, märja kloori ja lahjendatud väävelhappe vaikeseadeks. Leeliselised ojad, orgaanilised ained ja kuumad süsivesinikud nõuavad midagi vähem eksootilist – 316L või 304 roostevaba katab need ilma suuremate probleemideta. Aeg-ajalt määratakse Inconel ja Hastelloy kõrge-pH ja tugevalt söövitavate teenuste jaoks. Sellegipoolest kasutavad insenerid tavaliselt enne ostutellimuse allkirjastamist kõik muud võimalused – need sulamid ei ole odavad.
Katalüsaatori taaskasutamine on keemiasektoris veel üks oluline tegur. Hüdrotöötlusüksused ja naftakeemiatehased töötavad kallitel väärismetallidel – plaatina, pallaadiumi, nikli, koobaltiga. Kui need katalüsaatoriosakesed kanduvad üle järgnevatesse seadmetesse, suurenevad kaod kiiresti. Paagutatud metallist filtrielemendid püüavad need tahked ained kinni ja tagastavad need reaktorisse. Hästi läbimõeldud-taastesüsteem katab oma kulud tavaliselt kaheteistkümne kuni kaheksateistkümne kuu jooksul.
Võrdlusalusena tasub mainida FCC lägaõliteenust. Sisselaskeava kuivainete tase ulatub sageli 12 000 ppm-ni. Temperatuur on umbes 350 kraadi. Väljalaskeava spetsifikatsioonid nõuavad tahkeid aineid alla 50 ppm. Orgaanilised keskkonnad ei püsi neil temperatuuridel. Keraamika talub kuumust, kuid kipub korduva tagasipesu korral pragunema. Paagutatud roostevaba terasega – tavaliselt 316L või 304 – pole kumbagi probleemi.
Pooljuhid
Pooljuhtide tootmine läheneb filtreerimisele erineva nurga alt. See ei tähenda korrosioonikindlust. See puudutab puhtust sellises ulatuses, millele enamik insenere ei pea kunagi mõtlema.
Filtreeritavad vedelikud on üli-kõrge-puhtusastmega gaasid ja teatud protsessikemikaalid. Filter ise peab jääma puhtaks – ei eraldu osakesi, ei eraldu gaasi ega tohi sattuda saasteainete jälgi. Orgaanilised membraanid on üldiselt lauast väljas, kuna need võivad vabastada kiude või lenduvaid aineid. Paagutatud metallil neid probleeme pole. See on jäik. See ei vala. Saastuse jääkide eemaldamiseks võib seda küpsetada kõrgel temperatuuril.
Materjali valik on siin lihtne: 316L roostevaba teras. Sellel on piisav korrosioonikindlus pooljuhtide gaasivoogude ja kergete kemikaalide suhtes, kuid mis veelgi olulisem, selle osakeste leviku käitumine on hästi iseloomustatud. Selle keevisõmbluse terviklikkus on etteaimatav. See ei too kaasa ristsaastumisprobleeme, mida titaan mõnikord teatud protsessietappides tekitab.
Levinud rakenduste hulka kuuluvad kõrge -puhtusastmega gaasijaotuspaneelid, CMP lobrifiltreerimine ning söövitus- ja sadestamistööriistade-kasutuskoha-filtrid. Filtreerimisväärtused langevad sageli 0,1 µm-ni. See on rangem spetsifikatsioon kui enamikul keemiatehastel ning see seab filtri terviklikkuse ja kvaliteedikontrolli eelise.
Farmaatsiatooted
Pharma on jälle teine loom. Protsessi temperatuurid ja rõhud on tavaliselt tagasihoidlikud. Tõeline juht on eeskirjade järgimine.
Reguleerivad asutused on viimastel aastatel nõudnud steriilse filtreerimise, ekstraheeritavate ja leostuvate ainete rangemaid standardeid. Filtrikandjad peavad näitama madalat leostuvust, järjepidevat bakterite peetust ja kinnitatud puhastusprotokolle. Metallelemendid vastavad neile standarditele ja pakuvad ühe selge eelise ühekordsete elementide ees – neid saab paigal puhastada ja auruga steriliseerida. Ühekordsed filtrid visatakse pärast ühekordset kasutamist välja. Paagutatud metallist element läheb tagasi silmusesse.
Farmatseutiline filtreerimine töötab peaaegu eranditult 316 liitrit. See käsitleb vee-põhist kandjat, puhvreid ja tavalisi ravimilahusteid probleemideta. Samuti mahutab see aurutsükleid ja CIP-rutiine ilma halvenemiseta. Titaani ilmub farmaatsiatoodetes harva, kuna enamikus rakendustes pole selle jaoks regulatiivset pretsedenti ja pika kogemusega materjalide puhul on valideerimine juba piisavalt raske.
Praktiline pool on samuti oluline. Farmaatsialiinid töötavad pidevalt. Ühekordselt kasutatavate esemete väljavahetamine tähendab seisakuid, kehtivuse pikendamist ja paberimajandust. Metallelement, mida saab mitu korda puhastada ja taaskasutada, vähendab seda oluliselt.
Toit ja jook
Toitudes ja jookides ilmuvad metallfiltrid kuumade siirupiliinide, õlle heledamaks muutmise ja mikroobide vähendamise etappides. Elementide puhastamise ja taaskasutamise võimalus muudab need pidevas tootmiskeskkonnas-kuluefektiivseks.
304 roostevaba on siin tööhobune. See on taskukohane, seda on lihtne puhtana hoida ja see talub CIP-kemikaale, mida toidutaimed oma torusid läbivad. Mõned toimingud, mis käitlevad happelisi puuviljamahlu või soolalahuseid, suurendavad 316 liitrit. Titaani näeb toitlustuses harva – see on liiga kallis ja selle jaoks pole palju regulatiivset pretsedenti. Mahla töötlemisel on erandeid, kus kloriidid ja kõrgendatud temperatuur kattuvad, kuid neid on vähe.
Elektritootmine ja lennundus
Elektritootmises kasutatakse turbiinide määrdeõlisüsteemides metallfiltreid, tuumaseadmete vee eelfiltreid- ja toitevee poleerimiseks. Otsustavad tegurid kipuvad olema töökindlus ja pikad hooldusvälbad.
304 ja 316L roostevaba teras katavad enamiku neist rakendustest. Korrosioon on energiarakendustes harva peamine probleem. Tsüklilised koormused ja väsinud eluiga kannavad rohkem kaalu. Tuumajaamad nõuavad aeg-ajalt täiustatud materjale ja titaan tuleb mängu merevee{5}}jahutusega süsteemides, kus kloriidi pragunemine on teadaolev oht.
Titaani kasutatakse kosmosetööstuses rohkem kui enamikus muudes tööstusharudes väljaspool keemilist töötlemist. Lennukiraamid ja hüdroliinid saavad kasu titaani pakutavast kaalu vähendamisest. Korrosioonikindlus aitab, kuid tavaliselt on suurem tegur lennuki kere pealt kokkuhoid. Roostevaba terast kasutatakse endiselt seal, kus mass on vähem muret tekitav või kui komponenti ei ole lennuki konstruktsioonile kinnitatud.
Niisiis, milline tööstusharu võtab esikoha? Kogumahu järgi võidavad kemikaalid ja naftakeemiatooted. Protsessinõuete järgi seavad pooljuhid kõrgeima lati. Regulatiivse koormuse tõttu seisavad ravimid silmitsi kõige järsema tõusuga.
Lisage see kõik ja 316-liitrine roostevaba teras on tohutu mahuga. See ilmub kõikjal. Titaan on rohkem spetsialiseerunud – vesinikkloriidhappe, märja kloori ja teatavate kosmosetööde jaoks mõeldud-kasutus, kuid seda leidub harva pooljuhtides, farmaatsiatoodetes või toidutehastes. 304, saab hakkama vähem nõudliku tööga, kus kloriidid ei ole teguriks.
See, mis neid kõiki ühendab, on lihtne. Protsess on liiga agressiivne, liiga tundlik või liiga kallis, et riskida filtri rikkega. Orgaanika ei saa seda tööd teha. Planeerimata katkestuse või saastejuhtumi maksumus ületab peaaegu alati esialgse investeeringu paagutatud metalli.
See on nišš, mille need filtrid hõivavad. Mitte sellepärast, et need oleksid uued või põnevad. Sest nad saavad hakkama tingimustega, mis jätavad muud meediat maha.
