Delavnica za končno obdelavo kovin je po šestih mesecih servisiranja potegnila PTFE potopni grelnik iz rezervoarja za alkalno čiščenje. Na površini plašča je bil vzdolž zgornjega dela ogrevanega dela viden trak razbarvanega PTFE s pretisnimi omoti. Spodnji del je bil v dobrem stanju. Rezervoar je imel na površini obstojno plast pene, mehurčki pene pa so se nabrali na zgornjem delu grelnika in ustvarili -paro bogato odejo, ki je preprečila stik s tekočino na površini.
Penasta obloga je stanje, ko stabilna plast pene prekrije del ali celotno grelno površino. Pena je mešanica plina in tekočine z visokim deležem plina. Plinska frakcija ima veliko nižjo toplotno prevodnost kot tekočina, zato pena deluje kot izolacijska odeja. Grelna površina pod peno je bolj vroča kot površina v stiku s tekočino.
Zakaj se pena oblikuje in stabilizira v površinsko aktivnih kopelih
Pena nastane, ko se v tekočini, ki vsebuje površinsko-aktivne snovi, ustvarijo plinski mehurčki. V čistilnih kopelih so površinsko aktivne snovi namenski dodatki, ki pomagajo odstraniti olja in umazanijo. Površinsko aktivne snovi tudi stabilizirajo peno, zaradi česar je obstojna, namesto da se hitro zlomi.
Pena se dvigne na površje in se kopiči. V posodi z mešanjem se pena nenehno ustvarja. Penasta plast lahko postane debela-50 do 100 mm-in lahko vztraja več ur.
Pena se tudi oprime površin. Površina grelnika, zlasti če je vroča, zagotavlja mesta nukleacije za pritrditev mehurčkov. Mehurčki se kopičijo in združijo v plast pene na površini grelnika.
| Koncentracija površinsko aktivne snovi | Hitrost vznemirjenja | Višina pene | Obstojnost pene | Tveganje za pokrivanje grelnika |
|---|---|---|---|---|
| <0.5% | Nizka | <10 mm | Kratek | Nizka |
| 0.5–1.0% | Zmerno | 10–30 mm | Zmerno | Zmerno |
| 1.0–2.0% | visoko | 30–60 mm | dolgo | visoko |
| >2.0% | visoko | >60 mm | Zelo dolgo | Zelo visoko |
Tveganje nastajanja pene in grelnika v kopeli s površinsko aktivnimi snovmi
Zakaj pokrivanje s peno povzroča pregrevanje
Plast pene na površini grelnika ima 5–20-krat nižjo toplotno prevodnost kot tekočina. Toplota, ki jo ustvari grelnik, ne more uiti skozi peno tako učinkovito kot skozi tekočino. Temperatura površine grelnika se dvigne.
Pri grelniku, ki deluje pri 1,2 W/cm², lahko 20 mm plast pene poveča temperaturo površine za 15–25 stopinj. Višja temperatura pospeši razgradnjo PTFE, odlaganje vodnega kamna in prepustnost. Območje,-prekrito s peno, postane prvi del grelnika, ki odpove.
Pena tudi zmanjša mokro površino grelnika. Če pena pokriva zgornjih 30% grelnika, je le 70% površine grelnika v stiku s tekočino. Učinkovita površina se zmanjša, gostota vatov na mokrem območju pa se poveča. Večja gostota vatov dodatno zviša površinsko temperaturo.
Kako se penasto pokrivanje razlikuje od su-out
Do izsušitve- pride, ko nivo tekočine pade pod vrh grelnika in je izpostavljeni del v stiku z zrakom. Penasta odeja se pojavi, ko je nivo tekočine nad grelnikom, vendar plast pene izpodriva tekočino in ustvarja paro-bogato območje.
Toplotni učinek je podoben-površina se pregreje. Toda vzrok je drugačen. Izsu-je problem nadzora ravni. Pokrivanje s peno je težava pri nadzoru pene.
Preprečevanje prekrivanja s peno
Najučinkovitejša preventiva je zatiranje pene. To pomeni zmanjšanje koncentracije površinsko aktivne snovi, odstranitev kontaminantov, ki stabilizirajo peno, ali dodajanje sredstva proti penjenju.
Zmanjšanje koncentracije površinsko aktivne snovi zmanjša stopnjo nastajanja pene. Koncentracijo površinsko aktivne snovi je treba vzdrževati na minimalni ravni, potrebni za učinkovito čiščenje.
Odstranjevanje onesnaževal olja in zemlje zmanjša stabilnost pene. Onesnaževalci delujejo kot stabilizatorji pene. Redno posnemanje ali filtriranje jih odstrani iz kopeli.
Dodatek sredstva proti penjenju razbije peno. Sredstva proti penjenju-na osnovi silikona so učinkovita, vendar lahko onesnažijo kad. Ne-silikonska sredstva proti penjenju so na voljo za aplikacije, kjer je kontaminacija s silikonom zaskrbljujoča.
| Preprečevalni ukrep | Učinek na peno | Izvedba | Vpliv na proces |
|---|---|---|---|
| Zmanjšajte površinsko aktivne snovi | Nižje nastajanje pene | Nadzor kemije kopeli | Lahko zmanjša čiščenje |
| Odstranite kontaminante | Nižja stabilnost pene | Posnemanje ali filtracija | Noben |
| Sredstvo proti penjenju | Lomi peno | Kemični dodatek | Možna kontaminacija |
| Mehanski lomilec pene | Odstranjuje peno | Namestitev opreme | Noben |
Preventivni ukrepi za pokrivanje s peno v površinsko aktivnih kopelih
Ko obloga iz pene kaže na težavo pri oblikovanju
Grelec, ki se kljub nadzoru pene prekrije s peno, pomeni, da položaj grelnika ali oblika rezervoarja spodbujata kopičenje pene na površini. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri s položajem, ki odvaja peno, nižjo gostoto v vatih in razporeditvijo,-optimizirano za pretok, odpravlja temeljni vzrok prekrivanja s peno. Postopek specifikacije zahteva kemijo kopeli, koncentracijo površinsko aktivne snovi, metodo mešanja in zahtevano moč. Pri objektih s penečimi kopelmi ta-pristop, specifičen za aplikacijo, zmanjša-pregrevanje, povezano s peno, in podaljša življenjsko dobo grelnika.
