Skoncentrowane pozostałości piany korozji na odsłoniętych górnych segmentach grzejnika
Zbiorniki do galwanizacji, usuwania chemicznego i oczyszczania ścieków często wytwarzają gęstą pianę zawierającą skoncentrowane środki powierzchniowo czynne, kompleksy metali ciężkich i dodatki utleniające. Przelewająca się pianka unosi się w górę, owijając odsłoniętą górną część grzałki zanurzeniowej PTFE powyżej poziomu cieczy. W przeciwieństwie do rozcieńczonej cieczy do kąpieli, pozostałości wysuszonej piany pozostawiają silnie stężone, korozyjne warstwy chemiczne na powierzchni fluoropolimeru po każdym przelaniu. Powtarzający się kontakt piany powoduje cykliczną mokrą-suchą, naprzemienną korozję połączoną z częściowym przegrzaniem na sucho, co prowadzi do ukierunkowanej kruchości i pęknięć w górnej strefie przejściowej grzejnika. Laboratoryjne dane porównawcze dotyczące starzenia pokazują, że grzejniki bez częstego przelewania się piany utrzymują stabilną żywotność wynoszącą 18–24 miesięcy, podczas gdy w przypadku urządzeń regularnie pokrytych grubą pianką w ciągu 10 miesięcy występuje poważne-pocienienie ścianek górnej części. W tym artykule omówiono mechanizmy degradacji-wywołanej podwójną pianką, przeanalizowano podstawowy kompromis inżynieryjny-między-dawką środków chemicznych zapobiegających pienieniu a ochroną powierzchni grzejnika, a także przedstawiono standardy dopasowania grzejników odpornych na piankę.
Podstawowy kompromis inżynieryjny-pomiędzy tłumieniem piany a kontrolą kosztów kąpieli
Dodanie wysokich-dawek-środków przeciwpieniących eliminuje pianę ze zbiornika i zapobiega kontaktowi przelewu z górnymi sekcjami grzejnika, jednak dodatkowe dodatki chemiczne zwiększają koszty operacyjne i mogą zakłócać stabilność reakcji galwanizacji/trawienia. Minimalizowanie stosowania-środka przeciwpieniącego zmniejsza zużycie środków chemicznych, ale utrzymujące się gromadzenie się piany prowadzi do powtarzających się przelewów i skoncentrowanej korozji pozostałościowej na odsłoniętych segmentach grzejnika. Standardowa grzałka zanurzeniowa z PTFE o jednolitych-ściennych ścianach ma jednakową grubość na całej długości rurki, bez celowo pogrubionego wzmocnienia w górnej-strefie kontaktu z pianką. Skoncentrowane pozostałości piany w sposób ciągły atakują niezabezpieczone odsłonięte obszary szyi i-listw płynnych.
Tabela częstotliwości przepełnienia pianki i ryzyka degradacji grzałki zanurzeniowej PTFE
| Tygodniowe czasy przepełnienia piany | Dzienny czas kontaktu piany z górnym grzejnikiem | Prędkość akumulacji korozji w górnej części | Średnia stabilna żywotność | Zalecana pianka-Odporna konstrukcja grzejnika |
|---|---|---|---|---|
| Mniej niż lub równo 2 razy w tygodniu, cienka, przejściowa piana | Mniej niż lub równo 2 godziny dziennego pokrycia pianką | Powolne, słabe, matowe przebarwienie na górnej rurze | 17–23 miesiące | Standardowa, jednolita, formowana naścienna grzałka zanurzeniowa z PTFE |
| 3–6 razy w tygodniu grube, stabilne warstwy pianki | 2–6 godzin trwałego owijania pianką | Umiarkowane poziome mikropęknięcia-rozszerzające się na linii cieczy | 11–15 miesięcy | Lokalna grzałka zanurzeniowa-z pogrubionym PTFE w górnej części |
| Ponad 6 razy w tygodniu, ciągły przelew piany | Ponad 6 godzin nieprzerwanego kontaktu z pianką | Szybkie, kruche złuszczanie i miejscowe ścieńczenie ścian szyi | 4–9 miesięcy | Pełna górna, gruba,-ścienna, bezszwowa pianka-odporna na grzałkę zanurzeniową z formowanego PTFE |
Mechanizm podwójnej degradacji piany przelewowej
Pianka w zbiorniku zawiera skoncentrowane składniki chemiczne, które są kilkadziesiąt razy bardziej żrące niż główny roztwór kąpieli. Kiedy pianka przylega do odsłoniętego górnego segmentu grzejnego PTFE, częściowe ogrzewanie na sucho powoduje odparowanie wilgoci z pianki i pozostawia gęste, żrące pozostałości soli i środka powierzchniowo czynnego ściśle przylegające do powierzchni fluoropolimeru. Te stężone pozostałości powoli rozrywają łańcuchy molekularne C-F i tworzą maleńkie mikro-wgłębienia. Po opadnięciu piany lub podniesieniu się poziomu cieczy skorodowana górna rura- zostaje ponownie zanurzona, co powoduje szybkie ochłodzenie i tak już kruchej powierzchni. Powtarzające się owijanie pianką i ponowne-zanurzanie powodują cykliczny mokry-suchy szok termiczny, który rozszerza-indukowane pianką mikro-wżery, tworząc poziome penetrujące pęknięcia na granicy cieczy-powietrza. Jony korozyjne uwięzione w pozostałościach pianki przedostają się do pęknięć powierzchniowych i penetrują szczeliny pomiędzy zewnętrznym płaszczem PTFE a izolacją wewnętrzną podczas długich okresów czuwania. Przewodzące osady tworzą trwałe kanały wyciekowe wewnątrz warstw izolacji, stopniowo zmniejszając ogólną rezystancję izolacji. Wszystkie większe uszkodzenia skupiają się na odsłoniętym górnym segmencie grzejnika, a nie są równomiernie rozłożone na korpusie lampy.
Zagrożenia produkcyjne spowodowane degradacją piany podczas przelewania się
Poziome mikropęknięcia i erozja pozostałości piany w górnych sekcjach grzejnika stale obniżają rezystancję izolacji, powodując częste-wyłączanie zasilania zabezpieczającego przed wyciekiem i zakłócanie ciągłych harmonogramów produkcji seryjnej. Miejscowe ścieńczenie i powstawanie pęcherzy termicznych w-strefach kontaktu pianki tworzą stałe, gorące punkty, co prowadzi do nierównomiernego rozkładu temperatury kąpieli i niespójnej jakości obróbki powierzchni przedmiotu obrabianego, co zwiększa ilość złomu. Poważne pocienienie ścian-górnej sekcji powoduje w końcu powstanie-otworów przelotowych w pobliżu szyjki zaciskowej, co umożliwia przedostanie się żrącej piany-do wnęki okablowania i spowodowanie nagłej-awarii grzejnika zwarciowego. Szorstkie wżery powstałe na skutek korozji pozostałości piany łatwo zatrzymują pianę i osad metalowy w kolejnych cyklach produkcyjnych, tworząc-samonapędzający się cykl wzmożonej skoncentrowanej korozji i przeciążenia termicznego.
Stopniowane dopasowanie i rozwiązania łagodzące przepełnienie piany
W zbiornikach z niską-pianką, w których rzadko zdarzają się przypadki przelania, można zastosować standardową grzałkę zanurzeniową z PTFE o jednolitych ściankach; po każdej zmianie wytrzyj pozostałości piany z górnych segmentów nagrzewnicy, aby ograniczyć gromadzenie się skoncentrowanych środków chemicznych. Pół-automatyczne linie do chemicznego usuwania izolacji z umiarkowanym cotygodniowym przelewem piany, wybierz lokalną grzałkę zanurzeniową z-sekcji górnej z pogrubionego PTFE. Dodatkowa grubość fluoropolimeru w-strefach kontaktu pianki kompensuje-długotrwałą korozję pozostałości i szok termiczny. Zbiorniki na ścieki o wysokiej-pianie i środki powierzchniowo czynne-zawierające środki trawiące z częstym ciągłym przelewem muszą być wyposażone w grzałkę zanurzeniową z formowanego PTFE o pełnych, grubych-ściankach-odporną na piankę. Wzmocniona konstrukcja górnej rury wytrzymuje utrzymujący się atak pozostałości skoncentrowanej piany i cykliczne naprężenia na mokro-na sucho. Zasady działania pomocniczej kontroli piany: dodaj umiarkowanie kompatybilne-środki przeciwpieniące, aby zapobiec nadmiernemu tworzeniu się piany; zainstalować przegrody piankowe zbiornika, aby zapobiec przedostawaniu się piany na górne sekcje grzejnika; utrzymuj stabilny poziom cieczy, aby zmniejszyć wysokość przelewania się piany.
Wniosek
Ukierunkowane przedwczesne starzenie się górnych segmentów grzałki zanurzeniowej PTFE w wyniku powtarzającego się przelewania pianki ma swoje źródło w ultra-skoncentrowanych pozostałościach korozyjnej piany i cyklicznym mokrym-suchym szoku termicznym w odsłoniętych-strefach granicy cieczy z powietrzem, a nie w jednolitej, pełnej-korozji w kąpieli cieczowej. Zwykły standardowy PTFE o równej-grubości nie ma zlokalizowanej, pogrubionej ochrony dla górnych sekcji grzejnika-podatnych na pianę. Tłumienie wytwarzania piany w zbiorniku za pomocą zgodnych-dodatków przeciwpieniących i przegród piankowych, w połączeniu z formowanymi grzejnikami o-wzmocnionych, grubych-ścianach, dopasowanych do częstotliwości przelewania, może skutecznie zapobiegać wżerom-powierzchniowym wywołanym pianką i rozprzestrzenianiu się-pęknięć w linii cieczy. Niestandardowo zlokalizowaną grubość górnej ścianki i kompaktowe parametry obróbki powierzchni-antyadhezyjnej można zaprojektować w oparciu o wielkość produkcji pianki, aby utrzymać nienaruszoną wydajność ogrzewania-górnej sekcji w zbiornikach procesowych{{16}bogatych w środki powierzchniowo czynne-podatnych na pianę.
