Lokalne mikro-strefy korozji wywołane biofilmem na powierzchniach płyt
Wstępna obróbka PCB i niskotemperaturowe-zbiorniki chemiczne z łatwością sprzyjają rozmnażaniu się bakterii i grzybów, tworząc lepkie biofilmy drobnoustrojów ściśle przylegające do podgrzewanych płyt zanurzeniowych z PTFE. Biofilmy blokują wymianę ciepła cieczy i tworzą zamknięte mikro-strefy stagnacji. Metabolity drobnoustrojów wytwarzają kwasy organiczne, tworząc lokalne środowisko o ultra-niskim pH jedynie pod warstwami biofilmu. W porównaniu z czystymi płytkami z pełnym szorowaniem płynem,-długoterminowe pokrycie biofilmem rozluźnia zwartość powierzchni PTFE i otwiera mikro-pory umożliwiające penetrację jonów korozyjnych. Nałożona erozja kwasu mikrobiologicznego i atak chemiczny kąpieli w masie powodują nierówne wżery i miejscowe ścieńczenie ścianek, drastycznie skracając cykl serwisowy podgrzewanych płyt zanurzeniowych z PTFE.
Laboratoryjne testy kontrastowe wykazały, że podgrzewane płytki zanurzeniowe z PTFE przy regularnym dozowaniu biocydu i cotygodniowym czyszczeniu biofilmu utrzymują stabilną żywotność wynoszącą 18–24 miesięcy. Na płytach pokrytych stale grubą warstwą biofilmu w ciągu 10 miesięcy rozwija się poważna korozja podpowierzchniowa poprzez dyfuzję jonów. W tym artykule przeanalizowano degradację chemiczną kompozytu związaną z biofilmem, wyjaśniono-kompromis pomiędzy uproszczonym zarządzaniem biocydami a-ochroną przed biofilmem, a także przedstawiono stopniowane standardy-dopasowywania biofilmu.
Podstawowy kompromis inżynieryjny-pomiędzy rzadkim dozowaniem biocydów a kontrolą korozji biofilmu
Ograniczenie dodawania biocydów i pominięcie cotygodniowego czyszczenia zbiornika zmniejsza zużycie środków chemicznych i nakład pracy konserwacyjnej, mimo to w sposób ciągły tworzą się grube biofilmy, które powodują miejscową mikro-korozję kwasową pod warstwami biofilmu. Regularne uzupełnianie biocydów i czyszczenie zbiorników z obiegiem zasadniczo eliminują nośniki rozmnażania się drobnoustrojów, ale zwiększają codzienne koszty środków chemicznych i przestoje w produkcji. Standardowe, jednolite-płyty zanurzeniowe z PTFE o jednolitych ściankach nie zawierają modyfikacji połączeń krzyżowych-odpornych na biofilm. Długotrwała-erozja kwasów organicznych pod biofilmami szybko rozszerza mikro-pory powierzchniowe, tworząc wzajemnie połączone sieci defektów podpowierzchniowych.
Stopień zanieczyszczenia biofilmem i płytki zanurzeniowe podgrzewające PTFE Tabela ryzyka korozji
| Godziny dziennego pokrycia biofilmu | Stopień grubości biofilmu | Szybkość akumulacji degradacji | Żywotność usługi | Zalecana struktura |
|---|---|---|---|---|
| Cotygodniowe dawkowanie biocydu mniejsze lub równe 3 godziny | Cienka, nieciągła folia | Powolnie rozproszone mikro-wgłębienia pod plamami biofilmu | 17–23 miesiące | Standardowe, formowane, podgrzewane płyty zanurzeniowe z PTFE |
| 3–7 godzin, biocyd dodawany tylko co miesiąc | Średnio ciągły film | Umiarkowana ekspansja porów podpowierzchniowych | 11–15 miesięcy | Średnio-linkowe, antybakteryjne-mikrobiologiczne, średniogrube-płyty zanurzeniowe grzewcze z PTFE |
| >7h, zero regularnej sterylizacji | Gruby, zwarty, lepki biofilm | Szybkie skupiska głębokich wgłębień i miejscowe przerzedzenie | 4–9 miesięcy | Bezszwowe,-grube-połączenia krzyżowe-ściankowe, zapobiegające-biofilmowi, formowane zanurzeniowe płytki grzewcze z PTFE |
Podwójny mikrobiologiczny-mechanizm degradacji chemicznej
Lepkie biofilmy izolują zakryte obszary płytki od krążącego świeżego płynu do kąpieli. Metaboliczne kwasy organiczne drobnoustrojów gromadzą się w zamkniętych szczelinach biofilmu, tworząc trwałe mikrośrodowiska o niskim-pH-, które powodują korozję powierzchni PTFE i tworzą podpowierzchniowe mikro-pory. Jony kwasowe i jony metali w cieczy w masie dyfundują do tych porów przez szczeliny na krawędziach biofilmu. Powtarzające się cykle-chłodzenia i ogrzewania powodują rozszerzenie mikro-porów w sieci pęknięć pod warstwami biofilmu. Media korozyjne wnikają w szczeliny pomiędzy zewnętrzną powłoką PTFE a wewnętrzną izolacją cieplną. Przewodzące pozostałości soli gromadzą się wewnątrz izolacji, tworząc trwałe kanały wyciekowe, które stopniowo obniżają rezystancję izolacji. Porowate, skorodowane powierzchnie wychwytują więcej organicznych składników odżywczych, przyspieszając rozmnażanie się drobnoustrojów, zagęszczając biofilmy i zaostrzając miejscową korozję w-cyklu samopogorszenia. Wszystkie poważne uszkodzenia skupiają się na obszarach płyt całkowicie pokrytych biofilmem.
Zagrożenia produkcyjne
Mikropory-indukowane przez biofilm- pogarszają rezystancję izolacji grzejnych płyt zanurzeniowych z PTFE i powodują częste wyłączenia zabezpieczające przed wyciekami, zakłócając ciągłą obróbkę przedmiotu obrabianego. Zanieczyszczanie biofilmem tworzy warstwy izolacji cieplnej i tworzy stałe, lokalne punkty gorące, co prowadzi do nierównej temperatury kąpieli i niestabilnej jakości obróbki przedmiotu obrabianego przy większym wskaźniku złomu. Postępujące, miejscowe ścieńczenie ścianek ostatecznie powoduje powstawanie dziur, powodując lokalne-awarię zwarcia i całkowite złomowanie grzejnych płyt zanurzeniowych z PTFE. Łuszczące się fragmenty PTFE zanieczyszczają ciecz procesową i powodują defekty cząstek w precyzyjnych elementach elektronicznych.
Rozwiązania dopasowujące środki łagodzące
Zbiorniki o niskim-zanieczyszczaniu z cotygodniowym dozowaniem biocydu mogą być wyposażone w standardowe, formowane zanurzeniowe płyty grzewcze z PTFE, wyposażone w mieszanie o wysokim-przepływie w celu zmniejszenia przylegania biofilmu. Linie produkcyjne o średnim zanieczyszczeniu mikrobiologicznym wybierają płytki zanurzeniowe grzejące z PTFE o średnich-połączeniach krzyżowych-mikrobiologicznych o średniej grubości-z matrycą o gęstej powierzchni, aby blokować penetrację kwasów organicznych. Zbiorniki z ciężkim, ciągłym biofilmem-podatnym na biofilm muszą być wyposażone w bezszwowe,-grube ogniwa-ściankowe, zapobiegające-biofilmowi, formowane zanurzeniowe płyty grzewcze z PTFE z PTFE, aby były odporne na długotrwałą-mikrokorozję-kwasów organicznych. Dodatkowe zasady działania: regularnie dodawać biocyd w zależności od zawartości substancji organicznych w kąpieli; wzmocnić mieszanie cyrkulacyjne w celu umycia powierzchni płyt; wdrożyć cotygodniowe pełne czyszczenie zbiornika w celu usunięcia prekursorów biofilmu.
Wniosek
Zlokalizowane skupione wżery i nierówne pocienienie ścianek grzewczych płytek zanurzeniowych z PTFE z powodu zanieczyszczenia biofilmem drobnoustrojów wynikają ze sprzężonej, zlokalizowanej mikro-erozji kwasu organicznego i przyspieszonej dyfuzji jonów przez porowate defekty powierzchni, a nie z równomiernego naturalnego starzenia w czystych kąpielach. Zwykłym, nie-usieciowanym, cienkim-płytom ściennym brakuje-przeciwdrobnoustrojowego wzmocnienia stabilizującego, które zapobiegałoby długotrwałej-korozji pokrywającej biofilm. Ustandaryzowane zarządzanie biocydami i mieszanie-o wysokim przepływie, w połączeniu z podgrzewanymi płytkami zanurzeniowymi z PTFE o grubych-o{9}}biofilmach-o ściankach-, w zależności od nasilenia biofilmu, mogą skutecznie zapobiegać rozszerzaniu się mikro-porów podpowierzchniowych i miejscowemu przerzedzaniu ścian. Niestandardowe parametry gęstości wiązań krzyżowych można zaprojektować w oparciu o poziom zanieczyszczenia organicznego w warsztacie, aby utrzymać stabilną wydajność zbiorników do obróbki na mokro wyposażonych w podgrzewane płyty zanurzeniowe z PTFE.
