Egy krómozott vezeték váltotta fel az ólom merülőfűtőt tíz évnyi szolgálat után. Az ólomfűtő megfelelően működött, de egyre nehezebb volt karbantartani,-az ólomfelület erodálódott, a fűtőelemek több helyen ki voltak szabadulva, és a csereólombélés drágává és nehezen beszerezhetővé vált. A karbantartó csapat PTFE merülőfűtőre váltott. Hat évig tartott, és ritkábban kellett tisztítani. A váltás nem csak az élettartamról szólt,{5}}hanem a biztonságról, a karbantartásról és a szabályozási megfelelésről.
Az ólmot évtizedek óta használják merülő fűtőanyagként a krómozásban. Ellenáll a krómsavnak, meglehetősen jól vezeti a hőt, és önthető vagy alakítható összetett formákba. Az ólomnak azonban jelentős hátrányai vannak: mérgező, nagy sebességű területeken erodálódik,{2}}szennyezi a bevonófürdőt, és egyre jobban szabályozott. A PTFE mindezen problémákat elkerüli, miközben összehasonlítható vagy jobb élettartamot biztosít.
Miért használtak ólmot a krómozásban?
A krómsav erősen oxidáló kémia. A legtöbb fém gyorsan korrodálódik benne. Az ólom azon kevés fémek egyike, amelyek ellenállnak a krómsavnak, mert védő ólom-kromát filmet képez a felületén. Ez a fólia stabil a dekoratív és keménykrómozásnál használt koncentrációknál és hőmérsékleteken.
Az ólom jó hővezető képességgel is rendelkezik, -körülbelül 35 W/m·K-, ami lehetővé teszi, hogy nagyobb wattsűrűséggel működjön, mint a PTFE. Az ólommelegítő kompaktabb és olcsóbb lehet, mint az azonos teljesítményű PTFE fűtőtest.
| Ingatlan | Ólom | PTFE | Előny |
|---|---|---|---|
| Hővezetőképesség | 35 W/m·K | 0.25 W/m·K | Ólom |
| Max wattsűrűség krómsavban | 3-5 W/cm² | 1,0–1,5 W/cm² | Ólom |
| Krómsav rezisztencia | Jó (passzív film) | Kiváló | PTFE |
| Toxicitás | Magas | Egyik sem | PTFE |
| Erózióállóság | Szegény | Jó | PTFE |
| A fürdő szennyeződése | Ólomionok | Egyik sem | PTFE |
| Szabályozási állapot | Korlátozott | Korlátlan | PTFE |
Tulajdonság-összehasonlítás krómozott ólom és PTFE merülő fűtőtestekhez
Az ólomerózió problémája
Az ólom puha fém. A nagy áramlási sebességű területeken-a szivattyú ürítéseinek, szivatócsöveknek vagy a munkadarab mozgásának közelében-az ólomfelület erodálódik. Az erózió szabaddá teszi a belső fűtőelemet, amely aztán gyorsan korrodálódik a krómsavas fürdőben. Az alacsony áramlású területeken sértetlennek tűnő ólomfűtő{5}}a nagy áramlású területeken mély eróziós csatornákkal rendelkezhet.
Az erodált ólomrészecskék szennyezik a bevonófürdőt. A krómfürdőben lévő ólomionok együtt-lerakódhatnak a krómmal, ami befolyásolja a lerakódás tulajdonságait. A dekoratív krómozásnál az ólomszennyeződés sötét csíkokat vagy rossz tapadást okozhat. A kemény krómozásnál befolyásolhatja a keménységet és a kopásállóságot.
A PTFE nem erodálódik az áramló krómsavban. A burkolat sima és sértetlen marad még a nagy sebességű területeken is. A polimer nem fém, így nem szennyezi fémionokkal a fürdőt.
Toxicitás és szabályozási megfelelőség
Az ólom mérgező nehézfém. A legtöbb ipari országban szabályozzák, és a bevonóberendezésekben való felhasználása egyre korlátozottabb. Az Európai Unió REACH előírásai számos alkalmazásban korlátozzák az ólom használatát. Az Egyesült Államokban az OSHA szigorú expozíciós határértékeket határoz meg az ólomra vonatkozóan a munkahelyen.
A krómozott tartályban lévő ólom merülő fűtőelem számos kockázatot rejt magában. Az ólomfelület a karbantartás során érintkezhet, így a dolgozók ólom hatásának vannak kitéve. Az ólom szennyezheti a fürdőt, a munkadarabokat és a hulladékáramot. A meghibásodott ólomfűtőberendezés ártalmatlanítása veszélyes hulladéknak minősül.
A PTFE nem{0}}mérgező és nem szabályozott. Nem teszi ki a dolgozókat veszélyes anyagoknak, nem szennyezi a fürdőt, és közönséges ipari hulladékként kezelhető. Megszűnik az ólom szabályozási terhe.
Hőátadás és wattsűrűség
Az ólom magasabb hővezető képessége lehetővé teszi, hogy nagyobb wattsűrűséggel működjön, mint a PTFE. Egy ólomfűtő kisebb kiszerelésben is képes ugyanazt a teljesítményt leadni. A korlátozott fűtőtérrel rendelkező tartályokban ez jelentős előnyt jelenthet.
A PTFE alacsonyabb wattsűrűsége azt jelenti, hogy több felületre van szükség ugyanazon watt teljesítményéhez. Egy 6 kW-os PTFE fűtőtest 1,2 W/cm²-en 5000 cm² felületet igényel, -nagyjából három-négyszer akkora, mint egy azonos teljesítményű ólomfűtő. A nagy krómozott tartályokban általában rendelkezésre áll a többlettér. Kompakt tartályokban lehet, hogy nem.
| Paraméter | Ólomfűtő | PTFE melegítő | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| Watt sűrűség | 3-5 W/cm² | 1,0–1,5 W/cm² | Az ólom kompaktabb |
| 6 kW-os felület | 1200–2000 cm² | 4000–6000 cm² | A PTFE több helyet igényel |
| Felfűtési idő- | Gyors | Mérsékelt | Az ólom gyorsabban reagál |
| Hőmérséklet szabályozás | Jó | Jó | Hasonló |
| Élettartam | 8-12 év | 5-8 év | Az ólom tovább tart, ha nem erodálódik |
| Karbantartás | Gyakori takarítás, eróziójavítás | Időszakos vízkőmentesítés | A PTFE kevesebb karbantartást igényel |
A krómozott ólom és PTFE fűtőtestek teljesítményének összehasonlítása
Amikor a PTFE a jobb választás
A PTFE a jobb választás a legtöbb krómozási alkalmazáshoz. Kiküszöböli az ólommérgezést és a szabályozási problémákat, ellenáll az eróziónak, nem szennyezi a fürdőt, és kevesebb karbantartást igényel. Alacsonyabb wattsűrűsége nagyobb felületet igényel, de a legtöbb krómozott tartálynak elegendő hely van.
A PTFE különösen előnyös a nagy áramlású{0}}területeken, ahol az ólom erodálódik, olyan tartályokban, ahol a fürdő tisztasága kritikus, valamint az ólomszabályozás hatálya alá tartozó létesítményekben.
Amikor az ólom még szóba jöhet
Az ólom továbbra is szóba jöhet azokban az alkalmazásokban, ahol a fűtőberendezés helye rendkívül korlátozott, és az ólom nagyobb wattsűrűsége szükséges a szükséges teljesítményhez. Az is mérlegelhető, ha a kezdeti költség a domináns tényező, és a szabályozási teher kezelhető.
Az iparág tendenciája azonban távol áll az ólomtól. A szabályozási nyomás, a biztonsági aggályok, valamint a PTFE és más alternatívák elérhetősége miatt az ólom kiszorul a krómozásból.
Ha egyik anyag sem illik az alkalmazáshoz
Egyes krómozási alkalmazások olyan wattsűrűséget vagy hőmérsékleti képességet igényelnek, amelyet sem az ólom, sem a PTFE nem tud biztosítani. Ezekben az esetekben megfontolandó a szilícium-karbid vagy a titán, bár mindkettőnek vannak korlátai a krómsav használatában. Az egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció alacsony wattsűrűséggel, nagy felülettel és kompakt, többlépcsős kialakítással olyan alkalmazásokhoz használható, ahol korlátozott a hely és az ólom nem elfogadható. A specifikációs folyamat megköveteli a fürdő kémiáját, az üzemi hőmérsékletet, a tartály méreteit és a szükséges teljesítményt.
