Linija za nikljanje je po samo devetih mesecih zamenjala potopni grelnik PTFE. Na ovoju ni bilo nobenih razpok, nobenih mehurjev in nobene spremembe barve. Izolacijska upornost je padla s 500 MΩ na 12 MΩ. Napako so pripisali kontaminaciji z bakrom v kopeli z nikljem-puščanje toplotnega izmenjevalnika je vneslo bakrove ione, ki so se odložili na ovoj grelnika. Bakrena plast je bila tanka in tesno pritrjena, vendar je ustvarila prevodno pot, ki je pospešila prepustnost in poslabšala izolacijo.
Kovinska kontaminacija je pogost, a premalo priznan dejavnik pri življenjski dobi potopnega grelnika PTFE. Kopeli za prevleko kopičijo raztopljene kovine iz obdelovancev, regalov, napeljav in opreme, ki je na voljo. Te kovine se lahko odlagajo na segrete površine in tvorijo plasti, ki spremenijo toplotno in električno obnašanje grelnika. V nekaterih primerih je kontaminacija simptom večje težave v procesu. V drugih je to neposredni vzrok za okvaro grelnika.
Kako nastane kovinska kontaminacija
Raztopljeni kovinski ioni v kopeli za prevleko se lahko odložijo na ovoj grelnika prek več mehanizmov. Najpogostejše je elektrokemično nanašanje, kjer grelni plašč deluje kot katoda glede na blodeče tokove ali galvanske pare v rezervoarju. Kovinski ioni se reducirajo v kovinsko obliko in se nanesejo na ovoj.
Odlaganje zaradi-temperature je še en mehanizem. Nekatere kovine imajo pri višjih temperaturah zmanjšano topnost. Ko kopel kroži mimo vročega ovoja, lokalna koncentracija preseže nasičenost in kovina se izloči na površino. To je običajno pri železu in bakru v kislih kopelih.
Kemični premik se zgodi, ko ion bolj plemenite kovine pride v stik z manj plemenito površino. Če ima PTFE ovoj kakršno koli kovinsko umazanijo-zaradi praske, ki razkrije notranji kovinski ovoj, ali zaradi prevodnih usedlin-, imajo prednost plošče iz plemenitejše kovine.
| Onesnaževalec | Vir | Mehanizem odlaganja | Vpliv na grelec | Raven tveganja |
|---|---|---|---|---|
| Baker | Puščanje izmenjevalnika toplote, vodila | Elektrokemija, premik | Prevodna plast, prepustnost | visoko |
| Železo | Jekleni obdelovanci, stojala | Na podlagi temperature- | Depozit, tehtnica | Zmerno |
| Nikelj | Zgornji vodni vložek iz niklja{0}} | Elektrokemija | Prevodna plast | visoko |
| Chromium | Vlečenje kromove kisline- | Elektrokemija | Pasivni film, brez pologa | Nizka |
| Cink | Pocinkani regali | Na podlagi temperature- | Depozit, tehtnica | Zmerno |
| Svinec | Spajkanje, starejše napeljave | Elektrokemija | Prevodna plast | visoko |
Kovinski onesnaževalci v kopelih za galvanizacijo in njihovi učinki na potopne grelnike PTFE
Problem s prevodno plastjo
Kovinska usedlina na PTFE plašču spremeni električne lastnosti grelnika. Obloga je prevodna in je v stiku s procesno tekočino. Če usedlina doseže prirobnico ali ohišje terminala, ustvari pot za uhajanje toka v zemljo-napaka na tleh.
Tudi če usedlina ne doseže ozemljene točke, spremeni porazdelitev električnega polja okoli grelnika. Prevodna plast deluje kot podaljšek elektrode in koncentrira tok na robovih nanosa. To lahko pospeši lokalno segrevanje in prepustnost, kar povzroči prezgodnjo odpoved.
Nanos spremeni tudi toplotno obnašanje. Kovinska plast ima večjo toplotno prevodnost kot PTFE, kar se morda zdi koristno. Toda usedlina je običajno neenakomerna in porozna ter lahko ujame vlago in kemijo proti ovoju. Rezultat je lokalizirana korozija in prepustnost, ne pa izboljšan prenos toplote.
Zakaj je kovinsko onesnaženje težko zaznati
Kovinsko onesnaženje je težko zaznati, ker so usedline pogosto tanke in se tesno držijo površine PTFE. Morda niso vidni s prostim očesom in ne povzročajo razbarvanja ali mehurjev, povezanih z drugimi načini okvare.
Preizkušanje izolacijske upornosti morda ne bo razkrilo težave, dokler usedlina ne naraste dovolj, da povzroči znatno pot puščanja. Grelnik s tanko usedlino bakra lahko kaže izolacijsko upornost za 50–100 MΩ-nižjo kot pri novem, vendar ne dovolj nizko, da bi sprožila alarme.
Vizualni pregled pod povečavo lahko razkrije kovinski sijaj ali spremembo teksture površine. Preprost preizkus je, da ovoj obrišete z belo krpo-kovinski ostanek kaže na usedanje. Drug preizkus je merjenje površinske upornosti z multimetrom-prevodna usedlina je nižja od izolacijske površine PTFE.
Preprečevanje kovinske kontaminacije
Najučinkovitejša preventiva je odprava vira. Odpravite puščanje toplotnega izmenjevalnika, zamenjajte zarjavela stojala in napeljave ter preprečite vleko-v rezervoarje navzgor. Analiza kopeli za raztopljene kovine razkrije stopnjo kontaminacije in identificira vir.
S filtracijo odstranimo suspendirane kovinske delce, ne odstranimo pa raztopljenih ionov. Ionska izmenjava ali elektrodobivanje lahko zmanjšata koncentracijo raztopljenih kovin, vendar gre za rešitve-na ravni procesa, ne na ravni grelnika-.
Pri samem grelniku polirana PTFE površina zmanjša oprijemljivost kovinskih usedlin. Na gladki površini se usedline težje kalijo in rastejo. Redno čiščenje z razredčeno kislino odstrani kovinske usedline, preden postanejo dovolj debele, da vplivajo na delovanje.
Ko kovinska kontaminacija kaže na težavo v procesu
Ponavljajoča se kovinska kontaminacija grelnika v kopeli za nanašanje nakazuje, da kemija kopeli ni pod nadzorom. Koncentracija raztopljene kovine je previsoka ali pa blodeči tokovi povzročajo usedanje na površinah, ki bi morale biti inertne. Grelec je simptom, ne temeljni vzrok.
Konfiguracija PTFE potopnega grelnika po meri s poliranim plaščem, nižjo gostoto v vatih in večjo površino zmanjša stopnjo odlaganja kovin in podaljša interval med zahtevanimi čiščenji. Postopek specifikacije zahteva kemijo kopeli, koncentracijo raztopljene kovine, delovno temperaturo in zgodovino kontaminacije prejšnjih grelnikov.
