Kjemiske bad med høye-kloridinnhold skaper en vanskelig kombinasjon av korrosjon, forhøyet temperatur og kontinuerlig elektrisk oppvarming. En varmeovn som fungerer godt i en-basert prosess med rent vann, kan oppleve mye raskere nedbrytning når kloridkonsentrasjonen, temperaturen og eksponeringstiden øker.
For elektropletterings- og kjemisk prosessutstyr er ikke nøkkelspørsmålet bare om PTFE kan komme i kontakt med en kloridholdig-oppløsning. Det viktigste spørsmålet er omkomplett PTFE elpatrondesignkan opprettholde kjemisk motstand, varmeoverføring, elektrisk isolasjon og mekanisk stabilitet under faktiske badforhold.
Hvorfor kloridkonsentrasjon er viktig
Klorid-rike løsninger kan være svært aggressive mot mange konvensjonelle metalliske materialer, spesielt når temperatur og kjemisk konsentrasjon øker.
En PTFE-dyppevarmer plasserer en kjemisk motstandsdyktig fluorpolymerbarriere mellom varmeelementet og prosessvæsken. Denne konstruksjonen kan være nyttig når direkte eksponering av metalliske varmeelementer vil skape uakseptabel korrosjonsrisiko.
Kjemisk kompatibilitet bør imidlertid aldri bedømmes ut fra kloridkonsentrasjon alene. Temperatur, pH, oksiderende arter, tilsetningsstoffer og eksponeringsvarighet kan alle påvirke-langsiktig ytelse.
Selve kjemikalieoppskriften bør derfor være en del av varmeapparatutvalget.
Hvordan PTFE beskytter varmeelementet
En typisk PTFE el-varmer bruker et elektrisk oppvarmet internt element beskyttet av PTFE-basert konstruksjon.
Varmeelementet omdanner elektrisk energi til termisk energi. Varme passerer deretter gjennom den beskyttende strukturen og inn i den omkringliggende væsken.
Det forenklede-varmeoverføringsforholdet er:
Q=haΔT
der Q representerer varmeoverføring, h er den effektive-varmeoverføringskoeffisienten, A er det effektive oppvarmingsområdet og ΔT er temperaturforskjellen.
PTFE gir sterk kjemisk motstand og elektrisk isolasjon, men dens varmeledningsevne er relativt lav sammenlignet med mange metaller. Dette gjør overflateareal og kraftfordeling spesielt viktig.
Hvorfor Watt-tetthet bør kontrolleres
For etsende kjemiske bad er det ikke alltid den beste måten å øke varmeeffekten på.
Gjennomsnittlig overflatevarmefluks kan uttrykkes som:
q = P/A
hvor P er varmeeffekt og A er aktivt varmeområde.
En kompakt varmeovn som produserer høy effekt over en liten overflate kan skape høyere lokal termisk belastning enn en varmeovn med større aktivt overflateareal ved samme totale effekt.
Lavere varmefluks kan være nyttig når prosessen er følsom for lokal temperatur eller kjemiske avleiringer.
Den riktige verdien avhenger av den kjemiske løsningen, sirkulasjonen, temperaturen, varmeovnens konstruksjon og prosesskrav i stedet for én universell grense.
Varmeapparatets lengde og tankgeometri har betydning
Høy-kloridbad installeres ofte i tanker der sirkulasjon og installasjonsplass er begrenset.
En el-patron som er for kort kan konsentrere oppvarmingen i ett område. En for lang varmeovn kan forstyrre tankvegger, arbeidsstykker, rør eller annet internt utstyr.
For lange tanker kan flere hensiktsmessig plasserte varmesoner gi mer kontrollert varmefordeling enn å konsentrere hele lasten på ett sted.
Varmeovnens lengde bør derfor bestemmes sammen med tankdybde, væskenivå, sirkulasjonsmønster og nødvendig varmeareal.
Væskebevegelse påvirker varmeoverføring
Kjemisk konsentrasjon er bare en del av det termiske designet.
Hvis væskesirkulasjonen rundt PTFE el-varmeren er svak, kan grenselaget nær varmeoverflaten bli tykkere, noe som reduserer effektiv varmeoverføring.
Dette kan forårsake høyere lokale overflatetemperaturer selv når den gjennomsnittlige badtemperaturen virker normal.
Sirkulasjonspumper, tankgeometri, varmeapparatorientering og varmeavstand bør derfor vurderes sammen.
Hvilken elektrisk beskyttelse er viktig?
Et kjemisk aggressivt bad eliminerer ikke behovet for konvensjonell elektrisk beskyttelse.
Varmekretsen bør utformes rundt nominell spenning, effekt, strøm, isolasjonssystem, jordingsarrangement og kontrollmetode.
For en resistiv varmeovn:
P=VI
og
I = P/V
For eksempel trekker en illustrativ 6 kW varmeovn som opererer på 230 V omtrent 26,1 A.
Faktisk kretsbeskyttelse må velges i henhold til det komplette elektriske systemet, gjeldende standarder, installasjonsforhold og utstyrsdesign.
Lavt væskenivå er en separat risiko
Kjemikaliebestandighet av PTFE beskytter ikke en el-patron mot drift uten tilstrekkelig væskedekning.
Hvis den aktive varmeseksjonen blir utilstrekkelig nedsenket, kan varmefjerningen reduseres kraftig. Overflatetemperaturen kan stige utover den tiltenkte driftstilstanden.
En pålitelig installasjon bør derfor vurdere væske-nivådeteksjon, overtemperaturbeskyttelse og kontrolllåser der prosessen krever det.
Minimum driftsvæskenivå skal være tydelig identifisert på utstyrstegningen.
Hva bør sjekkes før du bestiller?
For en høy-kloridapplikasjon bør den tekniske spesifikasjonen inkludere mer enn varmerens effekt.
Viktige parametere inkluderer:
Kjemisk sammensetning
Kloridkonsentrasjon
Driftstemperatur
Målbadtemperatur
Tankdimensjoner
Minimum væskenivå
Lengde på varmeapparatet
Aktivt oppvarmingsområde
Nominell spenning
Varmekraft
Monteringsmetode
Kabel- og klemmearrangement
Disse forholdene gjør at PTFE-dykkvarmer-designet kan tilpasses til den faktiske prosessen i stedet for å velges fra effektklasse alene.
Når det er nødvendig med tilpasset PTFE-dypevarmerdesign
En standard PTFE el-patron kan være egnet for relativt konvensjonelle kjemikalietanker. Tilpasset konstruksjon blir mer verdifull når kloridkonsentrasjonen er høy, tankgeometrien er uvanlig, væskenivåene svinger, sirkulasjonen er begrenset eller kontinuerlig drift er nødvendig.
Den mest pålitelige designen balansererkjemisk kompatibilitet, kontrollert overflatevarmefluks, tilstrekkelig oppvarmingsområde, væskesirkulasjon, elektrisk isolasjon og installasjonsgeometri.
For kjemiske bad med høyt -kloridholdig mengde bør derfor riktig PTFE-dykkvarmer velges fra den fullstendige driftstilstanden i stedet for fra materialnavnet eller effekten alene.
