Grovhetsspørsmålet
PTFE varmevekslerrør er produsert ved limekstrudering. Den som-ekstruderte overflaten har en karakteristisk ruhet som bestemmes av ekstruderingsdysens finish, PTFE-harpikspartikkelstørrelsen og sintringsforholdene. Overflateruheten kan variere fra Ra 0,1 μm (svært glatt,-ekstrudering av høy kvalitet) til Ra 0,5 μm (ruere, lavere-kvalitets ekstrudering eller tilsiktet teksturering).
Overflatens ruhet påvirker begroingshastigheten. I skaleringsløsninger-kalsiumsulfat, kalsiumkarbonat, kalsiumfosfat- gir ruheten kjernedannelsessteder for krystalldannelse. Skalakrystallene forankrer i overflateuregelmessigheter og vokser utover. En grovere overflate gir flere og større kjernedannelsessteder og sterkere mekanisk sammenlåsing av skalaen.
Effekten av ruhet på PTFE er imidlertid mindre uttalt enn på metaller fordi PTFEs lave overflateenergi allerede hemmer kjernedannelse. Spørsmålet: hvor mye ekstra fordel oppnås ved å spesifisere en jevnest mulig overflate, og er det verdt tilleggskostnaden?
Roughness-Nukleasjonsforholdet
Krystallkjernedannelse på en overflate skjer fortrinnsvis ved overflatedefekter-riper, groper og ruhetsdaler-hvor den lokale overmetningen er høyere på grunn av kapillære kondensasjonseffekter. Den kritiske kjernestørrelsen for kalsiumsulfat er omtrent 10-50 nm. Overflatetrekk av denne størrelsen eller større kan tjene som kjernedannelsessteder.
En som-ekstrudert PTFE-overflate med Ra 0,2 μm har overflateegenskaper i 100-500 nm-skalaen-stor nok til å danne kjerneskalakrystaller. En høypolert overflate med Ra 0,05 μm har egenskaper under den kritiske kjernestørrelsen og gir færre kjernedannelsessteder. Å oppnå sub-0,1 μm finish på PTFE krever imidlertid post-ekstruderingspolering, noe som øker kostnadene og kan påvirke overflatekjemien.
| Overflatefinish (Ra, μm) | Relativ kjernedannelsesstedtetthet | Relativ skalavedheft | Tilgroingsrate (relativ) |
|---|---|---|---|
| 0,05 (polert) | 0.3-0.5 | 0.2-0.4 | 0.2-0.3 |
| 0,1 (glatt ekstrudert) | 0.5-0.7 | 0.3-0.5 | 0.3-0.4 |
| 0,2 (standard ekstrudert) | 1.0 (grunnlinje) | 1.0 (grunnlinje) | 1.0 (grunnlinje) |
| 0,5 (grovekstrudert) | 1.3-1.8 | 1.5-2.5 | 1.5-3.0 |
Kostnaden-fordelen med Smooth Surface Specification
Standard som-ekstruderte PTFE-rør med Ra 0,15-0,25 μm gir god begroingsmotstand for de fleste bruksområder. Den lave overflateenergien til PTFE reduserer allerede kjernedannelse og adhesjon sammenlignet med metaller, uavhengig av ruhet. Den ekstra fordelen med å polere til under 0,1 μm er marginal for de fleste skaleringsløsninger.
For ekstremt avleiring-utsatte løsninger-mettet kalsiumsulfat, silika-vann, bariumsulfat-kan den jevnere overflaten gi nok ekstra begroingsmotstand til å rettferdiggjøre kostnadene. Det utvidede rengjøringsintervallet og redusert vedlikeholdsarbeid dekker poleringskostnadene over utstyrets levetid.
For de fleste industrielle bruksområder er det tilstrekkelig å spesifisere en maksimal ruhet på Ra 0,3 μm på som-ekstruderte rør. Dette er oppnåelig ved standard høy-kvalitetsekstrudering uten ytterligere behandling.
Overflateforringelsen i bruk
Den opprinnelige overflateruheten til PTFE kan endres under service. Erosjon fra partikulær-strøm kan gjøre overflaten ru. Kjemisk angrep (sjelden for PTFE) kan skape groper. Kalk som fjernes mekanisk kan etterlate riper. Den langsiktige-begroingsmotstanden avhenger av overflatetilstanden gjennom utstyrets levetid, ikke bare starttilstanden.
PTFEs fordel er at overflaten ikke korroderer eller oksiderer, så den initiale ruheten opprettholdes mye lenger enn på metaller. En overflate av rustfritt stål som starter ved Ra 0,2 μm ru til Ra 1-3 μm i løpet av måneder på grunn av korrosjon. PTFE ved Ra 0,2 μm forblir ved Ra 0,2 μm i årevis.
Sammendrag
Rørveggens ruhet påvirker begroingshastigheten i PTFE-varmevekslere ved å gi kjernedannelsessteder for avleiringskrystaller. Standard som-ekstrudert PTFE med Ra 0,15-0,25 μm gir god begroingsmotstand for de fleste bruksområder. Polering til under-0,1 μm gir marginale tilleggsfordeler bortsett fra i ekstremt skaleringsutsatte-løsninger. PTFEs stabile overflate - ingen korrosjonsruing - opprettholder sin opprinnelige begroingsmotstand gjennom hele levetiden, en betydelig fordel i forhold til metaller.
Teknisk støtte for PTFE-rørs overflatefinish er tilgjengelig ved innsending av skaleringsløsningskjemi, driftstemperatur, gjeldende begroingshastighet og rengjøringsfrekvens.
