Kā PTFE sildītāji darbojas nerūsējošā tērauda elektropulēšanas vannās?
Atstāj ziņu
Nerūsējošais tērauds tiek nogludināts līdz žilbinošam, korozijizturīgam -noturīgam spīdumam, izmantojot elektropulēšanu — procesu, kas ietver iegremdēšanu karstā, viskozā skābes vannā. PTFE ir viens no nedaudzajiem sildītāja materiāliem, kas var vienmērīgi uzsildīt šo intensīvo fosforskābes un sērskābes maisījumu bez piesārņojuma. PTFE sildītāja un elektropulēšanas vannas kombinācija ir kļuvusi par standarta iespēju virsmas apdares darbībām, kad ķīmiskā inerce un tīrība nav apspriežama.
Vannas vide elektropolēšanai
Nerūsējošā tērauda elektropulēšanu parasti veic karsētā kombinācijā no 40 līdz 70 procentiem fosforskābes (H₃PO4) un 10 līdz 30 procentu sērskābes (H2SO₄) ar nelielām piedevām, piemēram, hromskābi vai organiskām virsmaktīvajām vielām. Vanna ir no 60 līdz 80 grādiem, -pietiekami karsta, lai samazinātu viskozitāti un veicinātu jonu vadītspēju, taču tā ir daudz zemāka par skābju viršanas temperatūru.
Šādās temperatūrās vanna ir bieza un sīrupaina, tās viskozitāte vairākas reizes pārsniedz ūdens viskozitāti. Šāda augsta viskozitāte rada unikālas apkures problēmas. Siltuma pārneses ātrums no iegremdētā sildītāja uz skābo šķīdumu ir mazāks nekā ūdens pārklājuma vannām, un uz sildītāja virsmām mēdz veidoties stagnācijas zonas, ja vien netiek izmantota aktīva maisīšana.
Kāpēc PTFE ir labāks par metāla apvalka sildīšanu?
Elektropulēšanas vannas var ātri iznīcināt vai piesārņot tradicionālos iegremdējamos sildītājus ar tērauda, titāna vai sakausējuma metāla apvalkiem. Fosforskābe un sērskābe uzbrūk lielākajai daļai metālu 60-80 grādu temperatūrā. Titāns dažos apstākļos izturēs tīru sērskābi, bet tam uzbruks koncentrēti fosforskābes maisījumi. Vēl jo vairāk jebkura metāla korozija izdala jonus vannā. Dzelzs, niķelis, hroma vai titāna joni. Tie ir iesprostoti elektropulētajā slānī un rada virsmas defektus, blāvus plankumus vai bedrītes.
PTFE (politetrafluoretilēna) iegremdējamie sildītāji atrisina abas šīs problēmas. Materiāls ir pilnīgi izturīgs pret fosforskābi un sērskābi visā darba temperatūru diapazonā. Nav ķīmiskas reakcijas un metālu jonu izskalošanās. Turklāt PTFE nepiedegošā virsma neļauj viskozai, sīrupainajai skābei pielipt vai izcept sildītāja apvalku. Šī pašattīrīšanās funkcija- ļauj stabilizēt siltuma pārneses efektivitāti vairāku mēnešu laikā nepārtrauktai darbībai.
Praksē PTFE sildītāja elektropulēšanas vannas iekārta darbojas tūkstošiem stundu bez novērojamas apvalka materiāla degradācijas. Vienīgais nodilums, kas pamanīts praktiskajās instalācijās, ir neliels nobrāzums, kas rodas, rīkojoties, vai no cietām daļiņām, kas suspendētas intensīvi izmantotās vannās.
Siltuma veiktspējas aspekti
PTFE maksimālā nepārtrauktā darba temperatūra ir aptuveni 110 grādi, kas ir daudz augstāka par elektropulēšanas vannu 80 grādu augšējo robežu. Tādējādi sildītājs ir brīvs no termiskās slodzes. Tomēr vannas augstā viskozitāte prasa rūpīgi apsvērt vatu blīvumu un šķidruma kustību.
Ieteicamais vatu blīvums PTFE sildītājiem elektropulēšanas vannās ir mazāks vai vienāds ar 1,2 W/cm2. Bieži tiek izmantots konservatīvāks 1,0 W/cm2. Tas ir mazāks par 1,5 W/cm2, kas atļauts labi-maisītiem ūdens šķīdumiem. Ir divi iemesli:
Viskoziem šķidrumiem konvekcijas siltuma pārneses koeficienti ir zemāki, kā dēļ siltums no apvalka tiek izvadīts lēnāk.
Tas var izraisīt skābes sadalīšanos vai lokālu ūdens satura viršanu, kā rezultātā uz apvalka veidojas burbuļi, kas vēl vairāk pasliktina siltuma pārnesi.
Maisīšana ir nepieciešama, lai sasniegtu vienmērīgu vannas temperatūru un izvairītos no karstiem plankumiem. Izplatīta ir mehāniskā sajaukšana, apakšā novietoti maisītāji vai recirkulācijas sūkņi. Gaisa izsmidzināšana bieži tiek novērsta, jo tā ievada skābekli un mitrumu, kas var mainīt elektrolīta ķīmisko sastāvu.
