Linija za fosfatiranje cinka je po samo osmih mesecih delovanja potegnila 5 kW potopni grelnik PTFE. Površina plašča, obrnjena proti obdelovancem, je bila videti normalna. Spodnja stran-stran, obrnjena proti steni rezervoarja-je bila prekrita z gosto, stisnjeno plastjo temnega blata, debeline 15–20 mm. Izolacijska upornost je padla na 18 MΩ. Blato je bilo mešanica oborine železovega fosfata, blata cinkovega fosfata in prenesenega peska, ki se je usedel in utrdil v reži med grelnikom in steno.
Fosfatne kopeli neprestano ustvarjajo blato. Reakcija pretvorbenega premaza proizvaja netopne fosfate, ki se oborijo iz raztopine. V rezervoarju s PTFE potopnim grelnikom, nameščenim na steno ali blizu nje, postane reža med grelnikom in steno lovilec blata. Blato se kopiči, utrjuje in sčasoma prekrije spodnjo stran grelnika.
Zakaj kopeli za fosfatiranje ustvarjajo toliko blata
Reakcija fosfatiranja pretvori raztopljene kovinske ione v netopne fosfatne spojine. Za vsak kvadratni meter fosfatirane jeklene površine nastane približno 2–5 gramov mulja. V liniji z visoko-pretočnostjo lahko dnevna proizvodnja blata doseže več kilogramov.
Blato je sestavljeno iz železovega fosfata, cinkovega fosfata in kompleksnih fosfatov drugih kovin. Je fin, gost in se hitro usede. V rezervoarju z nizkim pretokom se blato kopiči na vodoravnih površinah in v območjih nizke-hitrosti.
| Prepustnost linije | Jeklena površina fosfatirana | Dnevno nastajanje blata | Mesečno kopičenje |
|---|---|---|---|
| Nizka, 100 m²/dan | 100 m² | 0,2–0,5 kg | 6–15 kg |
| Srednje, 500 m²/dan | 500 m² | 1,0–2,5 kg | 30–75 kg |
| Visoka, 1.000 m²/dan | 1,000 m² | 2,0–5,0 kg | 60–150 kg |
| Zelo visoko, 2000 m²/dan | 2,000 m² | 4,0–10,0 kg | 120–300 kg |
Stopnje nastajanja blata v linijah za fosfatiranje glede na pretok
Zakaj se na spodnji strani grelnika nabira blato
Reža med potopnim grelnikom iz PTFE in steno rezervoarja je območje z nizkim-pretokom. Grelec ščiti vrzel pred kroženjem glavnega rezervoarja. Blato se usede v režo in kopiči, ker ni toka, ki bi ga odnesel.
Vrzel tudi zadržuje toploto. Grelec segreje tekočino v reži, vendar tekočina ne more uiti. Ujeta tekočina zastaja in blato se hitreje useda. Kombinacija nizkega pretoka in povišane temperature pospešuje kopičenje blata.
Plast blata na spodnji strani grelnika je izolirana od glavnega rezervoarja. Toplota, ki jo ustvari grelnik, mora prečkati plast blata, preden doseže steno rezervoarja in tekočino v razsutem stanju. Blato doda toplotno odpornost, ki zviša temperaturo površine plašča na obeh straneh. Višja temperatura pospeši razgradnjo PTFE in nastanek vodnega kamna na strani postopka.
Toplotne posledice odlaganja blata
Plast blata na spodnji strani grelnika deluje kot izolacijska odeja. Temperatura površine plašča se dvigne, ker toplota ne more uiti skozi blato. Višja temperatura poveča gonilno silo za nadaljnje odlaganje blata in pospeši razgradnjo PTFE.
Za grelnik, ki deluje pri 1,2 W/cm², 10 mm plast blata s toplotno prevodnostjo 0,5 W/m·K doda približno 24 stopinj padca temperature. Temperatura površine plašča se dvigne za toliko, kar lahko potisne PTFE v območje razgradnje.
| Debelina blata | Toplotna odpornost | Površina ΔT Povečanje | Življenjski vpliv PTFE |
|---|---|---|---|
| 0 mm | 0 | Izhodišče | Noben |
| 5 mm | 0.01 m²·K/W | 12 stopinj | Zmerno |
| 10 mm | 0.02 m²·K/W | 24 stopinj | Pomemben |
| 15 mm | 0.03 m²·K/W | 36 stopinj | Huda |
| 20 mm | 0.04 m²·K/W | 48 stopinj | Kritično |
Vpliv debeline blata na površinsko temperaturo PTFE plašča pri fosfatiranju
Preprečevanje kopičenja blata pod PTFE potopnimi grelniki
Najučinkovitejša preventiva je odprava vrzeli, kjer se nabira mulj. Grelnik, nameščen poravnan s steno rezervoarja, nima nobene vrzeli. Grelnik, nameščen na nosilcu z nadzorovano režo, ki jo je mogoče izpirati, ima režo, vendar jo je mogoče očistiti.
Če je vrzel neizogibna, mora biti dostopna za čiščenje. Grelec mora biti odstranljiv brez razstavljanja rezervoarja, med rednim vzdrževanjem pa je treba vrzel sprati. Odtočna odprtina na spodnji točki reže omogoča izpiranje blata.
Redno čiščenje rezervoarja odstrani blato, preden se strdi. V rezervoarjih za fosfatiranje z velikim nastajanjem blata bo morda treba rezervoar očistiti vsakih 3–6 mesecev. Med čiščenjem je treba za dostop do reže odstraniti grelec.
| Preprečevalni ukrep | Učinkovitost | Izvedba | Stroški |
|---|---|---|---|
| Podometna montaža | visoko | Oblikovanje grelnika | Nizka |
| Dostopna vrzel | Zmerno | Oblikovanje montaže | Zmerno |
| Redno čiščenje rezervoarja | visoko | Urnik vzdrževanja | Zmerno |
| Past za blato | Zmerno | Oblikovanje rezervoarja | višje |
Ukrepi za preprečevanje kopičenja blata pod PTFE potopnimi grelniki
Ko odlaganje blata kaže na težavo pri oblikovanju
Grelnik, ki kljub rednemu čiščenju hitro nabira blato, kaže, da zasnova rezervoarja omogoča usedanje trdnih snovi na nedostopnem mestu. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri s podo-namestitveno zasnovo ali samo-odtočno režo obravnava temeljni vzrok kopičenja blata. Postopek specifikacije zahteva kemijo kopeli, stopnjo nastajanja blata, zasnovo rezervoarja in zahtevano moč. Pri objektih s linijami za fosfatiranje ta-pristop, specifičen za uporabo, zmanjša pregrevanje,-povezano z blatom, in podaljša življenjsko dobo grelnika.
