Zbiorniki do przetwarzania chemicznego-rzadko pozostają idealnie czyste podczas ciągłej produkcji. Drobne cząstki, pozostałości po reakcjach, sole i zanieczyszczenia organiczne mogą stopniowo gromadzić się na powierzchniach sprzętu. Dlapłyta grzewcza, to nagromadzenie może zmienić wymianę ciepła i sprawić, że kontrola temperatury będzie mniej przewidywalna.
Wykończenie powierzchni to zatem nie tylko kwestia czyszczenia lub wyglądu. W zanieczyszczonych kąpielach chemicznych może wpływać na tworzenie się osadów, odporność termiczną i częstotliwość konserwacji.
Osady tworzą dodatkową barierę termiczną
Uproszczona zależność-przenikania ciepła to:
Q=hAΔT
Kiedy na płycie grzewczej utworzy się warstwa pozostałości, ciepło musi przejść przez tę dodatkową warstwę, zanim dotrze do cieczy.
Napoina skutecznie zwiększa odporność termiczną.
Wraz ze wzrostem oporu cieplnego może być wymagana większa różnica temperatur, aby przenieść tę samą ilość ciepła.
Oznacza to, że większość kąpieli chemicznej może pozostać w normalnej temperaturze roboczej, podczas gdy powierzchnia grzewcza staje się coraz gorętsza.
Szorstkie powierzchnie mogą zatrzymać więcej zanieczyszczeń
Tekstura powierzchni wpływa na łatwość przylegania cząstek i pozostałości chemicznych.
Chropowata lub nieregularna powierzchnia zapewnia więcej miejsc, w których mogą gromadzić się osady.
Gładsza powierzchnia PTFE ogólnie ułatwia rutynowe czyszczenie, ponieważ zanieczyszczenia mają mniej mechanicznych punktów mocowania.
Jednak samo wykończenie powierzchni nie oznacza zanieczyszczenia.
Stężenie chemiczne, obciążenie cząstkami, prędkość przepływu, temperatura i produkty reakcji mogą mieć większy wpływ na niektóre procesy.
PTFE zapewnia użyteczną,-nieprzywierającą powierzchnię
PTFE jest szeroko stosowany do ogrzewania chemicznego ze względu na jego odporność chemiczną i niską energię powierzchniową.
Te właściwości mogą zmniejszyć przyczepność wielu zanieczyszczeń w porównaniu z niektórymi powierzchniami metalowymi.
Nie oznacza to, że płyta grzewcza z PTFE jest odporna na osady.
Niektóre sole, osady i pozostałości procesowe mogą nadal się gromadzić, szczególnie tam, gdzie cyrkulacja cieczy jest słaba.
Praktyczna zaleta polega na tym, że osadzony materiał jest łatwiejszy do usunięcia, zanim stanie się znaczącą barierą termiczną.
Wykończenie powierzchni i przenikanie ciepła muszą być zrównoważone
Bardzo gładka powierzchnia może poprawić łatwość czyszczenia, ale konstrukcja termiczna nadal zależy przede wszystkim od obszaru aktywnego, cyrkulacji i strumienia ciepła.
Przydatna relacja to:
q = P / A
Jeśli osady skutecznie zmniejszą użyteczną powierzchnię-przejmowania ciepła, lokalne obciążenie termiczne może wzrosnąć.
Na przykład płyta grzewcza o mocy 3 kW i powierzchni efektywnej 0,12 m² działa przy wydajności około 25 kW/m². Jeśli silne zanieczyszczenia zmniejszają efektywne przenikanie ciepła do 0,10 m², równoważne obciążenie cieplne wzrasta do około 30 kW/m².
Grzejnik nie zmienił się pod względem elektrycznym, ale jego środowisko termiczne tak.
| Stan powierzchni | Zatrzymanie depozytu | Wysiłek czyszczenia | Ryzyko termiczne |
|---|---|---|---|
| Gładka powierzchnia PTFE | Tendencja niższa | Niżej | Niżej |
| Normalnie wykończona powierzchnia | Umiarkowany | Umiarkowany | Do opanowania |
| Szorstka lub uszkodzona powierzchnia | Wyższy | Wyższy | Zwiększony |
| Powierzchnia z dużymi osadami | Wysoki | Wysoki | Istotne |
Kategorie te opisują ogólne zachowanie, a nie standardowe limity chropowatości.
Obszary o niskim{{0}przepływie są ważniejsze niż przeciętne warunki w wannie
Płyta grzewcza może pozostać stosunkowo czysta w obszarze o silnej cyrkulacji, podczas gdy osady gromadzą się w narożnikach lub za armaturą.
Tworzy to miejscowy opór cieplny.
Powstały profil temperatury może stać się nierówny, nawet jeśli średnia temperatura kąpieli pozostaje w granicach specyfikacji.
Z tego powodu inspekcja powinna skupiać się na znanych obszarach-o niskim przepływie, a nie tylko na najłatwiejszej-dostępnej-powierzchni.
Uszkodzenia powierzchni mogą przyspieszyć zarastanie
Zadrapania, przecięcia, odkształcenia lub uszkodzenia mechaniczne mogą spowodować powstawanie obszarów, w których łatwiej gromadzą się osady.
Powtarzające się czyszczenie nieodpowiednimi narzędziami może stopniowo uszkodzić powierzchnię ochronną.
Dlatego metody czyszczenia ściernego należy wybierać ostrożnie.
Uszkodzenia mechaniczne nie mogą natychmiast powodować awarii ogrzewania, ale mogą zmienić zachowanie powierzchni i utrudnić przyszłe czyszczenie.
Częstotliwość czyszczenia powinna być zgodna z procesem ładowania
Nie ma uniwersalnego odstępu między czyszczeniem płyt grzewczych.
Kąpiel chemiczna o niskiej-cząsteczkach może wymagać rzadkich kontroli, natomiast proces wytwarzający znaczny osad może wymagać częstego czyszczenia.
Przydatne wskaźniki konserwacji obejmują:
Wydłużenie czasu regeneracji
Wyższy cykl pracy sterownika
Rosnąca temperatura powierzchni
Widoczne osady
Rosnące różnice temperatur w zbiorniku
Połączenie tych znaków może wskazywać na rosnącą odporność termiczną przed zanieczyszczeniami.
Wykończenie powierzchni wpływa również na koszt konserwacji
Łatwa do czyszczenia płyta grzewcza może skrócić przestoje podczas konserwacji zapobiegawczej.
Korzyści ekonomiczne są często większe niż różnica w początkowych kosztach materiałów.
W przypadku ciągłej produkcji środków chemicznych nawet krótka przerwa w czyszczeniu może mieć wpływ na wydajność.
Projekt powierzchni należy zatem oceniać jako część kosztów cyklu życia, a nie traktować jako specyfikację kosmetyczną.
Unikaj zakładania, że gładko oznacza zero zanieczyszczeń
Nawet na gładkiej powierzchni PTFE mogą powstawać osady, jeśli chemia procesu sprzyja wytrącaniu.
Na przykład roztwór bliski nasycenia może tworzyć kryształy, gdy temperatura zmienia się lokalnie.
Jeśli kryształy utworzą się w pobliżu powierzchni grzewczej, sam osad może jeszcze bardziej zwiększyć opór cieplny.
Dlatego też obok wykończenia powierzchni należy wziąć pod uwagę chemię procesu leżącą u podstaw procesu.
Wybór odpowiedniej powierzchni płyty grzewczej
Gładka, chemicznie kompatybilna powierzchnia PTFE ogólnie zapewnia użyteczną kombinację odporności na korozję i możliwości czyszczenia w przypadku zanieczyszczonych kąpieli chemicznych.
Specyfikacja powierzchni powinna być dostosowana do składu chemicznego cieczy, stężenia cząstek, wzorca przepływu, metody czyszczenia i temperatury roboczej.
W przypadku niestandardowych płyt grzewczych informacje o składzie chemicznym, rodzaju zanieczyszczeń, temperaturze roboczej, warunkach cyrkulacji, częstotliwości czyszczenia, wymaganej mocy grzewczej i geometrii instalacji umożliwiają wspólną ocenę wykończenia powierzchni i projektu termicznego. Właściwy wybór powierzchni może zmniejszyć problemy termiczne-związane z osadami i zapewnić bardziej przewidywalną, długoterminową-wydajność ogrzewania.
