A PTFE merülő fűtőtestet mindössze kilenc hónap után nikkelező sor váltotta fel. A hüvely nem mutatott repedéseket, hólyagokat és elszíneződést. A szigetelési ellenállás 500 MΩ-ról 12 MΩ-ra csökkent. A hiba a nikkelfürdőben lévő rézszennyeződésre vezethető vissza-a hőcserélő szivárgása rézionokat juttatott be, amelyek lerakódtak a fűtőburkolaton. A rézréteg vékony volt és szorosan tapadt, de vezető utat hozott létre, amely felgyorsította a permeációt és rontotta a szigetelést.
A fémszennyeződés gyakori, de nem ismert tényező a PTFE merülőfűtőelem élettartamában. A bevonófürdők felhalmozzák az oldott fémeket a munkadarabokból, állványokból, rögzítőelemekből és az upstream berendezésekből. Ezek a fémek lerakódhatnak a fűtött felületekre, olyan rétegeket képezve, amelyek megváltoztatják a fűtőelem hő- és elektromos viselkedését. Egyes esetekben a szennyeződés egy nagyobb folyamatprobléma tünete. Más esetekben ez a fűtőberendezés meghibásodásának közvetlen oka.
Hogyan történik a fémszennyeződés
A bevonatfürdőben oldott fémionok számos mechanizmuson keresztül lerakódhatnak a fűtőburkolatra. A leggyakoribb az elektrokémiai leválasztás, ahol a fűtőburkolat katódként működik a szórt áramokhoz vagy a tartályban lévő galvánpárokhoz képest. A fémionok fémes formává redukálódnak, és a burkolatra lapódnak.
A hőmérséklet{0}}vezérelt lerakódás egy másik mechanizmus. Egyes fémek alacsonyabb hőmérsékleten oldódnak. Ahogy a fürdő a forró köpenyen túl kering, a helyi koncentráció meghaladja a telítettséget, és a fém kicsapódik a felületre. Ez gyakori a vas és a réz savas fürdőben.
A kémiai elmozdulás akkor következik be, amikor egy nemesebb fémion érintkezik egy kevésbé nemes felülettel. Ha a PTFE-köpeny bármilyen fémes szennyeződést tartalmaz-egy karcolás következtében, amely szabaddá teszi a belső fémburkolatot, vagy vezetőképes lerakódásokból,-a nemesebb fémlemezek előnyben részesíthetők.
| Szennyezőanyag | Forrás | Lerakási mechanizmus | Hatás a fűtésre | Kockázati szint |
|---|---|---|---|---|
| Réz | Hőcserélő szivárgás, sínek | Elektrokémiai, elmozdulás | Vezető réteg, permeáció | Magas |
| Vas | Acél munkadarabok, állványok | Hőmérséklet-vezérelt | Betét, mérleg | Mérsékelt |
| Nikkel | Felfelé irányuló nikkelfürdő húzza{0}}be | Elektrokémiai | Vezető réteg | Magas |
| Króm | A krómsav húzza{0}}be | Elektrokémiai | Passzív fólia, betét nélkül | Alacsony |
| Cink | Horganyzott állványok | Hőmérséklet-vezérelt | Betét, mérleg | Mérsékelt |
| Ólom | Forrasztott, régebbi szerelvények | Elektrokémiai | Vezető réteg | Magas |
Fémszennyeződések bevonatfürdőkben és ezek hatása a PTFE merülő fűtőtestekre
A vezetőréteg probléma
A PTFE köpenyen lévő fémlerakódás megváltoztatja a fűtőelem elektromos jellemzőit. A lerakódás vezetőképes, és érintkezik a technológiai folyadékkal. Ha a lerakódás eléri a karimát vagy a kapocsházat, utat hoz létre az áram számára, amely a föld felé szivárog -földzárlat.
Még ha a lerakódás nem is ér el egy földelt pontot, megváltoztatja az elektromos tér eloszlását a fűtőelem körül. A vezető réteg az elektróda meghosszabbításaként működik, és az áramot a lerakódás széleire koncentrálja. Ez felgyorsíthatja a helyi felmelegedést és a permeációt, ami idő előtti meghibásodáshoz vezethet.
A lerakódás megváltoztatja a termikus viselkedést is. A fémréteg nagyobb hővezető képességgel rendelkezik, mint a PTFE, ami előnyösnek tűnhet. De a lerakódás általában egyenetlen és porózus, és a nedvességet és a kémiát a burkolatba zárhatja. Az eredmény lokális korrózió és permeáció, nem pedig javuló hőátadás.
Miért nehéz felismerni a fémszennyeződést?
A fémszennyeződést nehéz felismerni, mivel a lerakódások gyakran vékonyak és szorosan tapadnak a PTFE felületéhez. Lehetséges, hogy szabad szemmel nem láthatók, és nem okoznak elszíneződést vagy hólyagosodást, amely más hibamódokhoz társul.
Előfordulhat, hogy a szigetelési ellenállás vizsgálata nem fedi fel a problémát, amíg a lerakódás annyira meg nem nő, hogy jelentős szivárgási utat hozzon létre. Egy vékony rézlerakódású fűtőelem szigetelési ellenállása 50–100 MΩ-el alacsonyabb lehet, mint az új, de nem elég alacsony ahhoz, hogy riasztást váltson ki.
A nagyítás alatti szemrevételezés fémes fényt vagy a felületi textúra megváltozását fedezheti fel. Egy egyszerű teszt az, hogy le kell törölni a hüvelyt egy fehér ruhával,{1}}a fémes maradványok lerakódást jeleznek. Egy másik teszt a felületi ellenállás mérése multiméterrel,{3}}a vezetőképes lerakódás alacsonyabb értéket mutat, mint a szigetelő PTFE felület.
Fémszennyeződés megelőzése
A leghatékonyabb megelőzés a forrás megszüntetése. Javítsa ki a hőcserélő szivárgását, cserélje ki a korrodált állványokat és szerelvényeket, és akadályozza meg a behúzást{1}}a felfelé irányuló tartályokból. Az oldott fémek fürdőanalízise feltárja a szennyezettségi szintet és azonosítja a forrást.
A szűrés eltávolítja a lebegő fémrészecskéket, de nem távolítja el az oldott ionokat. Az ioncsere vagy az elektrominisztráció csökkentheti az oldott fémek koncentrációját, de ezek folyamat{1}}szintű oldatok, nem fűtő{2}}szintű oldatok.
Magához a fűtőtesthez a polírozott PTFE felület csökkenti a fémlerakódások tapadási szilárdságát. A sima felületen a lerakódások nehezebben képződnek és növekednek. A híg savval végzett rendszeres tisztítás eltávolítja a fémlerakódásokat, mielőtt azok elég sűrűvé válnának ahhoz, hogy befolyásolják a teljesítményt.
Amikor a fémszennyeződés folyamatproblémát jelez
A bevonatfürdőben lévő fűtőberendezés ismételt fémszennyeződése azt jelzi, hogy a fürdő kémiája nincs ellenőrzés alatt. Az oldott fém koncentrációja túl magas, vagy a szórt áramok lerakódást okoznak olyan felületeken, amelyeknek inertnek kell lenniük. A fűtés tünet, nem a kiváltó ok.
Az egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció polírozott burkolattal, kisebb wattsűrűséggel és nagyobb felülettel csökkenti a fémlerakódás sebességét és meghosszabbítja a szükséges tisztítások közötti intervallumot. A specifikációs folyamat megköveteli a fürdő kémiáját, az oldott fém koncentrációját, az üzemi hőmérsékletet és a korábbi fűtőtestek szennyeződési történetét.
