שאלו קבוצה של מהנדסי תהליכים באיזו תעשייה משתמשים הכי הרבה מסנני מתכת ותקבלו כמה תשובות שונות. המהנדס הכימי אומר שחזור זרז. מהנדס המוליכים למחצה מצביע על טוהר הגז. מהנדס הפארמה מדבר על סינון סטרילי ומוצרי מיצוי. לכל מהנדס יש נקודה, רק להסתכל על אותה חומרה מזווית אחרת.
מסננים אלו מופיעים בתעשיות שונות, אך הסיבות להתקנתם שונות מאוד. חלק מהפעולות דורשות חומרה ששורדת טמפרטורות גבוהות ולחצים קיצוניים. אחרים דורשים בקרת זיהום בסביבות- נקיות במיוחד. וחלקם פשוט רוצים להימנע מקניית מחסניות חד פעמיות כל יומיים - נקו אותה, החזירו אותה, הפעילו אותה שוב.
החומר עצמו - טיטניום לעומת נירוסטה - מסתכם במה שזורם במערכת, באיזו טמפרטורה היא פועלת וכיצד יש לנקות את המסנן. מאמר זה עובר על התעשיות הגדולות המשתמשות במסנני מתכת ובוחן מה מניע את בחירת החומרים בכל אחת מהן.
כימיקלים ופטרוכימיים
אם אתה מסתכל על סך הטונה וספירת יחידות, כימיקלים ופטרוכימיים יוצאים לפני כל מגזר אחר. אין תחרות אמיתית.
הנחלים העוברים דרך הצמחים הללו הם לרוב חמים, תחת לחץ ועמוסים בנוזלים אגרסיביים - חומצות, מאכלים, ממיסים, דברים שאוכלים דרך מדיה אורגנית בזמן קצר. מתכת מרוסנת עומדת בתנאים שיהרסו מסננים מבוססי פולימר- תוך שעות.
טיטניום נמצא בשימוש בסביבות כלוריד במשך עשרות שנים. זה מחזיק מעמד במקום שבו רוב המתכות האחרות מתכלות במהירות. זה הופך אותו לברירת המחדל עבור חומצה הידרוכלורית, כלור רטוב וחומצה גופרתית מדוללת. זרמים אלקליניים, חומרים אורגניים ופחמימנים חמים דורשים משהו פחות אקזוטי - 316L או 304 אל חלד מכסים את אלה ללא הרבה בעיות. Inconel ו-Hastelloy מציינים מדי פעם עבור-pH גבוה ושירותים קאוסטיים מאוד. עם זאת, מהנדסים בדרך כלל ממצים כל אפשרות אחרת לפני החתימה על הזמנת הרכש הזו - הסגסוגות הללו אינן זולות.
שחזור זרז הוא גורם מרכזי נוסף במגזר הכימי. יחידות עיבוד הידרו ומפעלים פטרוכימיים פועלים על מתכות יקרות יקרות - פלטינה, פלדיום, ניקל, קובלט. אם חלקיקי הזרז הללו עוברים לציוד במורד הזרם, ההפסדים מצטברים במהירות. רכיבי מסנן מתכת מסונטרים לוכדים את אותם מוצקים ומחזירים אותם לכור. מערכת שחזור-מעוצבת היטב מכסה בדרך כלל את העלות שלה בתוך שנים עשר עד שמונה עשר חודשים.
ראוי להזכיר את שירות שמן הרחצה של FCC כמדד. מוצקי הכניסה מגיעים לרוב ל-12,000 ppm. הטמפרטורות נעות סביב 350 מעלות. מפרט שקעים דורש מוצקים מתחת ל-50 עמודים לדקה. מדיה אורגנית לא שורדת בטמפרטורות אלו. קרמיקה סובלת את החום אך נוטה להיסדק תחת שטיפה חוזרת ונשנית. לנירוסטה מרוסנת - בדרך כלל 316L או 304 - אין אף בעיה.
מוליכים למחצה
ייצור מוליכים למחצה ניגש לסינון מזווית אחרת. לא מדובר בהתנגדות לקורוזיה. מדובר בטוהר בקנה מידה שרוב המהנדסים אף פעם לא צריכים לחשוב עליו.
הנוזלים שמסננים הם גזים בטוהר- במיוחד וכימיקלים מסוימים בתהליך. המסנן עצמו צריך להישאר נקי - ללא נשירת חלקיקים, ללא יציאת גז, ללא החדרה של עקבות מזהמים. ממברנות אורגניות אינן בדרך כלל מהשולחן מכיוון שהן יכולות לשחרר סיבים או חומרים נדיפים. למתכת מרובעת אין את הבעיות האלה. זה נוקשה. זה לא נשפך. ניתן לאפות אותו בטמפרטורות גבוהות כדי להסיר כל זיהום שיורי.
בחירת החומר כאן היא פשוטה: נירוסטה 316L. יש לו עמידות בפני קורוזיה נאותה עבור זרמי גז מוליכים למחצה וכימיקלים קלים, אך חשוב מכך, התנהגות נשירת החלקיקים שלו מאופיינת היטב. שלמות הריתוך שלו צפויה. זה לא מציג את חששות הזיהום הצלב- שטיטניום מעורר לפעמים בשלבי תהליך מסוימים.
יישומים נפוצים כוללים לוחות חלוקת גז -בטוהר גבוה, סינון תמצית CMP ומסנני נקודת--שימוש בכלי תחריט והשקעה. דירוגי הסינון יורדים לרוב ל-0.1 מיקרומטר מוחלט. זהו מפרט הדוק יותר ממה שרוב המפעלים הכימיים פועלים, והוא מעניק פרימיום על שלמות המסנן ובקרת איכות.
תרופות
פארמה היא חיה אחרת שוב. טמפרטורות ולחצים של תהליך הם בדרך כלל צנועים. המניע האמיתי הוא ציות לרגולציה.
הרגולטורים דוחפים בשנים האחרונות לתקנים מחמירים יותר בנושא סינון סטרילי, חומרי מיצוי והחמצה. מדיית מסנן חייבת להפגין כמות נמוכה של דליפות, שמירה עקבית של חיידקים ופרוטוקולי ניקוי מאומתים. אלמנטים מתכתיים עומדים בסטנדרטים הללו ומציעים יתרון אחד ברור על פני חומר חד פעמי - ניתן לנקות אותם במקום ולעקר במקומם עם קיטור. מסננים חד פעמיים נזרקים לאחר שימוש חד פעמי. אלמנט מתכת מחוטא חוזר לתוך הלולאה.
סינון פרמצבטי פועל כמעט אך ורק על 316L. הוא מטפל במדיה מבוססת- מים, מאגרים וממיסים תרופות נפוצים ללא בעיות. זה גם מחזיק מעמד למחזורי קיטור ושגרות CIP ללא השפלה. טיטניום כמעט ולא מופיע בפארמה מכיוון שאין תקדים רגולטורי לכך ברוב היישומים, והאימות כבר מספיק קשה עם חומרים בעלי רקורד ארוך.
גם הצד הפרקטי חשוב. קווי הפארמה פועלים ברציפות. החלפת חפצים חד פעמיים פירושה השבתה, אימות מחדש וניירת. אלמנט מתכת שניתן לנקות ולעשות שימוש חוזר פעמים רבות חותך את התקורה באופן משמעותי.
מזון ומשקאות
במזון ומשקאות, מסנני מתכת מופיעים בקווי סירופ חמים, בהבהרת בירה ושלבי הפחתת חיידקים. היכולת לנקות אלמנטים ולעשות בהם שימוש חוזר הופכת אותם-חסכוניים בסביבות ייצור מתמשכות.
304 אל חלד הוא סוס העבודה כאן. זה סביר, פשוט לשמור על ניקיון, ומחזיק בכימיקלים CIP שצמחי מזון מעבירים דרך הקווים שלהם. חלק מהפעולות המטפלות במיצי פירות חומציים או תמיסות מלח עולות ל-316L. טיטניום נדיר לראות בשירותי מזון - יקר מדי, ואין הרבה תקדים רגולטורי לזה. ישנם חריגים נישה בעיבוד מיצים שבהם כלורידים וטמפרטורות גבוהות חופפים, אבל אלה מעטים מאוד.
ייצור חשמל ותעופה וחלל
הפקת חשמל משתמשת במסנני מתכת במערכות שמן סיכה בטורבינה, במסנני קדם-ת שירות גרעיניים ובליטוש מי הזנה. אמינות ומרווחי שירות ארוכים נוטים להיות הגורמים המכריעים.
נירוסטה 304 ו-316L מכסים את רוב היישומים הללו. קורוזיה היא לעתים נדירות הדאגה העיקרית ביישומי חשמל. עומסים מחזוריים וחיי עייפות נושאים משקל רב יותר. מפעלים גרעיניים דורשים מדי פעם חומרים משודרגים, וטיטניום בא לידי ביטוי במערכות מקוררות של מי ים- שבהן פיצוח כלוריד הוא סיכון ידוע.
טיטניום מקבל שימוש רב יותר בתעופה וחלל מאשר ברוב התעשיות האחרות מחוץ לעיבוד כימי. מסגרות אוויר וקווים הידראוליים נהנים מהפחתת המשקל שמציע טיטניום. עמידות בפני קורוזיה עוזרת, אבל חיסכון של קילוגרמים משלדת האוויר הוא בדרך כלל הגורם הגדול יותר. אל-חלד עדיין רואה שימוש כאשר המסה פחות מדאיגה או כאשר הרכיב אינו מותקן על מבנה המטוס.
אז איזו תעשייה תופסת את המקום הראשון? לפי נפח כולל, כימיקלים ופטרוכימיים מנצחים באופן מוחלט. לפי דרישות התהליך, מוליכים למחצה מציבים את הרף הגבוה ביותר. לפי הנטל הרגולטורי, תרופות עומדות בפני הטיפוס התלול ביותר.
הוסף את הכל ו-316L אל חלד יוצא למעלה בנפח עצום. זה מופיע בכל מקום. טיטניום מתמחה יותר - הבחירה-לעבור חומצה הידרוכלורית, כלור רטוב ועבודות תעופה וחלל מסוימות, אך לעתים נדירות נמצא במוליכים למחצה, תרופות או מפעלי מזון. 304 מטפל בעבודה הפחות תובענית שבה כלורידים אינם מרכיבים.
מה שקושר את כל אלה יחד הוא פשוט. התהליך אגרסיבי מדי, רגיש מדי או יקר מדי מכדי להסתכן בכשל מסנן. אורגניות לא יכולות לעשות את העבודה. העלות של הפסקה לא מתוכננת או אירוע זיהום עולה כמעט תמיד על ההשקעה הראשונית במתכת מחוטאת.
זו הנישה שהפילטרים האלה תופסים. לא בגלל שהם חדשים או מרגשים. כי הם מטפלים בתנאים שמותירים מאחור כלי תקשורת אחרים.
