Egy PCB maratósor mindössze hét hónap után váltotta fel a PTFE merülőfűtőt réz-klorid maratószerrel. A fűtőfelületen a hegesztési varratok mentén és a folyadékvonalnál lyukak voltak. A szigetelési ellenállás 12 MΩ-ra csökkent. A maratószer egy magas-klorid-tartalmú oldat volt, amely 55 fokon működött. A fűtőelemet 1,5 W/cm²{8}}értékre adták meg, amely más vegyi anyagokban jól működött, de túl agresszív volt a kloridban-dús környezetben.
A magas-klorid-tartalmú maratószerek a PTFE merülő fűtőberendezések legigényesebb vegyi anyagai közé tartoznak. A kloridionok áthatolnak a védőfóliákon, és lyukacsosodást okoznak a fémeken. Átjutnak a polimereken is, és rontják a kötést a bevonat és az aljzat között. A klorid-támadás és az emelkedett hőmérséklet kombinációja felgyorsítja a lebomlást.
Miért van szükség a klorid-marató anyagokra alacsonyabb wattsűrűségre?
A kloridionok kicsik, mozgékonyak és agresszívak. A hőmérséklettől és a koncentrációtól függő sebességgel hatolnak be a PTFE-be. 55 fokos hőmérsékleten és magas kloridkoncentrációnál a permeáció mértéke jelentős. A kloridionok elérik a PTFE és a fémhüvely közötti kötési vonalat, ahol korróziót indítanak el.
Az áteresztési sebesség termikusan aktiválódik. Minden 10 fokos emelkedés nagyjából megduplázza az arányt. Az 1,5 W/cm²-en működő fűtőtest felületi hőmérséklete 15-20 fokkal magasabb, mint az 1,0 W/cm²-nél. A magasabb hőmérséklet felgyorsítja a klorid áthatolását és lerövidíti a bevonat felszakadásáig eltelt időt.
| Watt sűrűség | Felületi hőmérséklet 55 fokos tömegnél | Klorid permeációs ráta | Ideje a bevonat megsértésének | Várható élettartam |
|---|---|---|---|---|
| 0,6 W/cm² | 65-70 fok | Nagyon alacsony | >36 hónap | 4-6 év |
| 0,8 W/cm² | 70-75 fok | Alacsony | 24-36 hónap | 3-5 év |
| 1,0 W/cm² | 75-82 fok | Mérsékelt | 12-24 hónap | 2-3 év |
| 1,2 W/cm² | 82-90 fok | Magas | 8-14 hónap | 12-24 hónap |
| 1,5 W/cm² | 90-100 fok | Nagyon magas | 4-8 hónap | 6-12 hónap |
A wattsűrűség és hatása a klorid áteresztőképességére és élettartamára
A klorid-szolgáltatás hőmérsékleti plafonja
A felület hőmérséklete a szabályozó változó. Magas-klorid-tartalmú maratószerek esetén 55 ömlesztett fokon a felületi hőmérséklet nem haladhatja meg a 80–85 fokot. E tartomány felett a klorid permeációs sebessége felgyorsul, és a PTFE gyorsan lebomlik.
A felületi hőmérséklet 85 fok alatt tartásához mérsékelten kevert fürdőkben a wattsűrűséget 1,0-1,2 W/cm²-re kell korlátozni. Alacsony-áramlási zónákban a határérték 0,8 W/cm²-re csökken.
A szükséges felület kiszámítása
A felületigény a teljesítménytől és a wattsűrűségtől függ. 6 kW-os üzemhez 1,0 W/cm² mellett a szükséges felület 6000 cm². Egy 500 mm × 600 mm alapterületű egyoldalas fűtőtest 3000 cm²-nem elegendő. A kétoldalas fűtő{13}}6000 cm²-t biztosít, ami megfelel a követelményeknek.
Ha a tartály nem tud befogadni egy 500 × 600 mm-es kétoldalas fűtőtestet, akkor a tartály körül elhelyezett több kisebb fűtőtest biztosítja a szükséges felületet, miközben fenntartja az alacsony wattsűrűséget.
| Watt | Watt sűrűség | Szükséges felület | Egyoldalas{0}}lábnyom | Kétoldalas{0}}lábnyom |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 1,0 W/cm² | 3000 cm² | 500 × 600 mm | 500 × 300 mm |
| 4 kW | 1,0 W/cm² | 4000 cm² | 500 × 800 mm | 500 × 400 mm |
| 5 kW | 1,0 W/cm² | 5000 cm² | 500 × 1000 mm | 500 × 500 mm |
| 6 kW | 1,0 W/cm² | 6000 cm² | 600 × 1000 mm | 600 × 500 mm |
| 8 kW | 1,0 W/cm² | 8000 cm² | 800 × 1000 mm | 800 × 500 mm |
Felület- és alapterület-követelmény magas-kloridtartalmú maratószerek esetén 1,0 W/cm²-nél
Gyakorlati specifikációs lépések a magas{0}}klórtartalmú szolgáltatáshoz
Kezdje a klorid koncentrációjával. A magasabb koncentráció alacsonyabb wattsűrűséget igényel. 200 g/l feletti koncentrációk esetén a wattsűrűség nem haladhatja meg az 1,0 W/cm²-t. 300 g/l feletti koncentrációk esetén a határérték 0,8 W/cm²-re csökken.
Válassza ki a wattsűrűséget a fűtőberendezés helyének tényleges áramlási viszonyaiból. Mérsékelten kevert fürdőben 1,0 W/cm² a megfelelő. Alacsony-áramlási zónában csökkentse 0,8 W/cm²-re.
Számítsa ki a szükséges felületet a watt teljesítményből és a wattsűrűségből. A 6 kW-os teljesítmény 1,0 W/cm²-nél 6000 cm²-t igényel. Ha egyetlen fűtőelem nem tudja biztosítani ezt a területet a tartályon belül, fontolja meg több fűtőelem elosztását a kerület mentén.
Győződjön meg arról, hogy a fűtőfelület hőmérséklete 85 fok alatt marad. Ha a számított felületi hőmérséklet meghaladja ezt a határt, csökkentse tovább a wattsűrűséget, vagy javítsa az áramlást a fűtőfelületen.
Amikor a szabványos fűtőtestek nem felelnek meg a wattsűrűség követelményének
A nagy-klorid-tartalmú maratótartályok, amelyek nagy teljesítményigényűek és korlátozott perifériás térrel rendelkeznek, gyakran nem fogadják el a szabványos PTFE merülőfűtőket a kémia által megkövetelt alacsony wattsűrűség mellett. A nagy felülettel, alacsony wattsűrűséggel és optimalizált áramlási{2}}pozícióval rendelkező, egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció kiküszöböli a wattsűrűség eltérésének kiváltó okát. A specifikációs folyamat megköveteli a kloridkoncentrációt, az üzemi hőmérsékletet, a tartály méreteit, az áramlási feltételeket és a szükséges teljesítményt. A magas-klorid-maratással rendelkező létesítményeknél ez az alkalmazás--specifikus megközelítés csökkenti a lyukak képződését és meghosszabbítja a fűtőelem élettartamát.
