O material da mangueira de transporte de gás determina diretamente o cenário de adaptação, a segurança e a vida útil, diferentes materiais em compatibilidade química, resistência à temperatura, resistência à pressão, permeabilidade e outras propriedades essenciais diferem significativamente, afetando o escopo de aplicação, o impacto específico pode se estender a partir das seguintes dimensões:
Compatibilidade química: determinar o tipo de gás adequado
O risco de reação química do material e do gás transportador é a principal consideração na seleção:
Borracha (borracha natural, borracha nitril): a borracha natural é resistente a álcalis, mas é facilmente corrosiva por solventes orgânicos (como gasolina, torfenilo), apenas aplicável a ar, nitrogênio e outros gases inertes; Borracha nitril resistente ao óleo, forte resistência a solventes orgânicos, pode transportar propano, butano e outros gases hidrocarbonetos, mas não é resistente a gases oxidantes fortes (como cloro, ozônio), propenso a fendas de envelhecimento.
Plásticos (polietileno, politetrafluoroetileno PTFE): polietileno resistente a ácidos e álcalis, mas má tolerância a gases oxidantes fortes (como o gás volátil do ácido nitrico concentrado), adequado para o transporte de gases inertes de baixa pressão; PTFE (Teflon) estabilidade química forte, resistente a ácidos fortes, álcalis fortes, oxidantes fortes, pode transportar gás corrosivo como flúor, cloro e fluoreto de hidrogênio, é a escolha central da indústria química e semicondutores.
Metais (aço inoxidável, cobre): o aço inoxidável (316L) é resistente à corrosão melhor do que o aço comum, pode transportar oxigênio, hidrogênio, etc., mas o contato com gases contendo enxofre (como sulfeto de hidrogênio) é propenso à corrosão por tensão; O material de cobre reage facilmente com amônia para gerar um complexo de amônia de cobre, que é estritamente proibido para o transporte de amônia, caso contrário, causará corrosão da parede do tubo e poluição de gás.
Resistência à temperatura: limite a gama de temperatura ambiente de aplicação
A diferença entre o limite superior e o limite inferior de diferentes materiais determina se eles podem se adaptar a cenários de alta e baixa temperatura:
Cenário de baixa temperatura: borracha comum é fácil de endurecer e quebrar abaixo de -20 ° C, não pode ser usado para o transporte de gás no ambiente da cadeia fria; Enquanto a borracha triplicada (EPDM) resiste a baixas temperaturas de até -50 ° C, o PTFE resiste a baixas temperaturas de até -200 ° C, que pode satisfazer o transporte de gás a baixa temperatura auxiliado pelo nitrogênio líquido (como nitrogênio a baixa temperatura).
Cenário de alta temperatura: o polietileno é fácil de amolecer a deformação acima de 80 ° C, apenas aplicável a gases de temperatura normal; Borracha de silicone com resistência térmica máxima de cerca de 200 ° C, pode ser usado para amostragem de gases de escape de alta temperatura dentro da cabine do motor; PTFE resistente a temperaturas de até 260 ° C, pode adaptar-se ao gás de alta temperatura do reator químico (como vapor de 180 ° C, nitrogênio quente) transporte.
Resistência à pressão: afeta o nível de pressão aplicável
A resistência mecânica do material determina a resistência à pressão da mangueira e está diretamente relacionada à segurança do cenário de alta pressão:
Cenário de baixa pressão (< 0,6 MPa): mangueira de material PVC leve, baixo custo, mas má resistência à pressão, apenas para gás de baixa pressão de laboratório (como gás inerte no armário de ventilação); As mangueiras de borracha (como o EPDM) podem resistir a pressão de até 1,0 MPa e podem ser usadas para o transporte de baixa pressão de gás civil (como gás natural).
Cenário de alta pressão (> 1.0MPa): mangueiras de plástico (como PTFE) devem ser equipadas com uma camada reforçada tecida (como fibra de vidro, fio de aço inoxidável), a pressão pode ser superior a 10MPa, adaptada ao transporte industrial de hidrogênio e oxigênio de alta pressão; Mangueiras metálicas puras (como tubos ondulados de aço inoxidável) podem resistir a pressões de até 30MPa e podem ser usadas para o transporte de gás de processo de alta pressão na indústria petroquímica, mas é preciso prestar atenção para evitar curvas frequentes que causem fadiga metálica.
Penetrabilidade e limpeza: requisitos de pureza do gás
A permeabilidade dos gases e a limpeza da superfície dos materiais são essenciais para aplicações de gases de alta pureza e limpeza:
Cenário de gás de alta pureza (por exemplo, gás eletrônico para semicondutores): mangueiras de borracha comuns são fortemente permeáveis, causando facilmente a infiltração de impurezas externas (como ar, umidade) ou vazamentos de gás no tubo (como hélio), afetando a pureza do gás; A permeabilidade da mangueira de PTFE é extremamente baixa e a parede interna é suave sem adsorção, evitando a poluição das impurezas da parede do gás e atendendo aos requisitos de "pureza de 99,9999% na fabricação de chips".
Cenário médico alimentar: mangueira de borracha de silicone não é tóxica, não cheira, e pode ser esterilizada a alta temperatura (vapor de alta pressão de 121 ° C), adequado para transportar dióxido de carbono de qualidade alimentar (como bebidas carbonatadas infladas), oxigênio farmacêutico; As mangueiras de PVC podem liberar plastificantes e são estritamente proibidas para o transporte de gás em contato com alimentos.
Em resumo, a seleção do material da mangueira de transporte de gás deve estar em torno de "propriedades do gás de transporte (corrosividade, pureza), ambiente de aplicação (temperatura, pressão), requisitos de segurança (sem vazamento, sem poluição)", a seleção errada pode levar à quebra da mangueira, vazamento de gás e até mesmo acidentes de segurança, que precisam ser julgados com precisão em conjunto com cenários específicos.