Linia do trawienia PCB zastąpiła grzałkę zanurzeniową PTFE w wytrawiaczu chlorku miedzi już po siedmiu miesiącach. Na powierzchni grzejnika widoczne były wżery wzdłuż szwów spawalniczych i na linii cieczy. Rezystancja izolacji spadła do 12 MΩ. Wytrawiaczem był roztwór o wysokiej-chlorku, działający w temperaturze 55 stopni. Grzejnik został określony na 1,5 W/cm²-. Wartość ta sprawdzała się dobrze w innych chemikaliach, ale była zbyt agresywna dla środowiska-bogatego w chlorki.
Wytrawiacze-o wysokiej zawartości chlorków należą do najbardziej wymagających chemikaliów w przypadku grzałek zanurzeniowych PTFE. Jony chlorkowe przenikają przez warstwy ochronne i inicjują wżery na metalach. Przenikają także do polimerów i niszczą wiązanie pomiędzy powłoką a podłożem. Połączenie ataku chlorków i podwyższonej temperatury przyspiesza degradację.
Dlaczego wytrawiacze chlorkowe wymagają niższej gęstości watów
Jony chlorkowe są małe, mobilne i agresywne. Wnikają w PTFE z szybkością zależną od temperatury i stężenia. Przy temperaturze 55 stopni i wysokim stężeniu chlorków szybkość przenikania jest znacząca. Jony chlorkowe docierają do linii wiązania pomiędzy PTFE i metalową osłoną, gdzie inicjują korozję.
Szybkość przenikania jest aktywowana termicznie. Wzrost o każde 10 stopni z grubsza podwaja tę wartość. Grzejnik pracujący z mocą 1,5 W/cm² ma temperaturę powierzchni o 15–20 stopni wyższą niż temperatura powierzchni 1,0 W/cm². Wyższa temperatura przyspiesza przenikanie chlorków i skraca czas do naruszenia powłoki.
| Gęstość watów | Temperatura powierzchni przy 55 stopniach luzem | Szybkość przenikania chlorków | Czas na naruszenie powłoki | Oczekiwany okres użytkowania |
|---|---|---|---|---|
| 0,6 W/cm² | 65–70 stopni | Bardzo niski | >36 miesięcy | 4–6 lat |
| 0,8 W/cm² | 70–75 stopni | Niski | 24–36 miesięcy | 3–5 lat |
| 1,0 W/cm² | 75–82 stopnie | Umiarkowany | 12–24 miesiące | 2–3 lata |
| 1,2 W/cm² | 82–90 stopni | Wysoki | 8–14 miesięcy | 12–24 miesiące |
| 1,5 W/cm² | 90–100 stopni | Bardzo wysoki | 4–8 miesięcy | 6–12 miesięcy |
Gęstość watowa i jej wpływ na przenikanie chlorków i żywotność
Pułap temperaturowy dla serwisu chlorku
Temperatura powierzchni jest zmienną kontrolującą. W przypadku trawiących-chlorków o stężeniu 55 stopni, temperatura powierzchni nie powinna przekraczać 80–85 stopni. Powyżej tego zakresu szybkość przenikania chlorków wzrasta, a PTFE ulega szybkiej degradacji.
Aby utrzymać temperaturę powierzchni poniżej 85 stopni, gęstość watów musi być ograniczona do 1,0–1,2 W/cm² w kąpielach o umiarkowanym mieszaniu. W strefach o niskim-przepływie limit spada do 0,8 W/cm².
Obliczanie wymaganej powierzchni
Wymagana powierzchnia zależy od mocy i gęstości watów. Dla obciążenia 6 kW i 1,0 W/cm² wymagana powierzchnia wynosi 6000 cm². Jedno-jednostronny grzejnik o wymiarach 500 mm × 600 mm zapewnia 3000 cm²-za mało. Dwustronny grzejnik- zapewnia 6000 cm², co spełnia wymagania.
Jeśli w zbiorniku nie można umieścić dwustronnego grzejnika-o wymiarach 500 × 600 mm, wiele mniejszych grzejników rozmieszczonych wokół zbiornika może zapewnić wymaganą powierzchnię przy jednoczesnym zachowaniu niskiej gęstości watów.
| Moc | Gęstość watów | Wymagana powierzchnia | Jednostronny-obrys | Dwustronny-ślad |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Wymagania dotyczące powierzchni i podstawy dla środków trawiących o wysokiej- zawartości chlorków przy 1,0 W/cm²
Praktyczne etapy specyfikacji usługi wysoko{{0}chlorkowej
Zacznij od stężenia chlorku. Wyższe stężenia wymagają niższej gęstości watów. Dla stężeń powyżej 200 g/l gęstość w watach nie powinna przekraczać 1,0 W/cm². Dla stężeń powyżej 300 g/l granica spada do 0,8 W/cm².
Wybierz gęstość watów na podstawie rzeczywistych warunków przepływu w lokalizacji grzejnika. W umiarkowanie mieszanej kąpieli odpowiednie jest 1,0 W/cm². W strefie niskiego-przepływu obniż wartość do 0,8 W/cm².
Oblicz wymaganą powierzchnię na podstawie mocy i gęstości watów. Przy obciążeniu 6 kW przy 1,0 W/cm² wymagane jest 6000 cm². Jeśli pojedynczy grzejnik nie jest w stanie zapewnić takiej powierzchni w zbiorniku, należy rozważyć wiele grzejników rozmieszczonych na obwodzie.
Sprawdź, czy temperatura powierzchni grzejnika utrzymuje się poniżej 85 stopni. Jeśli obliczona temperatura powierzchni przekracza ten limit, należy jeszcze bardziej zmniejszyć gęstość watów lub poprawić przepływ na powierzchni grzejnika.
Gdy standardowe grzejniki nie są w stanie spełnić wymagań dotyczących gęstości watów
Zbiorniki do trawienia o wysokiej-chlorku, wymagające dużej mocy i ograniczonej przestrzeni peryferyjnej często nie są w stanie pomieścić standardowych grzałek zanurzeniowych z PTFE przy niskiej gęstości mocy wymaganej przez chemię. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE o dużej powierzchni, małej gęstości watów i położeniu zoptymalizowanym-przepływu rozwiązuje pierwotną przyczynę niedopasowania gęstości watów. Proces specyfikacji wymaga stężenia chlorków, temperatury roboczej, wymiarów zbiornika, warunków przepływu i wymaganej mocy. W przypadku obiektów stosujących środki trawiące o wysokiej-chlorkach to-podejście specyficzne dla danego zastosowania ogranicza wżery i wydłuża żywotność grzejnika.
