Polimerinio užteršimo metu (pvz., kaitinant polimerų lydalus, latekso emulsijas ar lipnius organinius tirpalus) nuosėdos stipriai prilimpa prie šildytuvo paviršiaus, todėl sumažėja šilumos perdavimas ir reikia dažnai valyti. PFA šildytuvas su smėliasrove padengtu išoriniu paviršiumi (Ra 2,0 µm) gali sumažinti valymo dažnumą 40–60 %, palyginti su lygiu paviršiumi (Ra<0.2 µm). The roughened surface reduces the true contact area between the polymer and the heater. According to the Cassie-Baxter model, a textured surface traps air pockets beneath the fouling layer, preventing the polymer from wetting the entire surface. The deposit adheres only to the tips of the roughness peaks, making it easier to dislodge during cleaning or even self-clean under flow conditions. However, the roughened surface may accumulate deposits in the valleys if the polymer is low-viscosity and flows into the crevices. For high-viscosity polymer melts (>10 000 cP), smėliasrove padengtas paviršius yra žymiai geresnis; mažo-klampumo monomerams (<500 cP), a smooth surface may be easier to clean.
Užteršimo mechanizmai ant lygaus ir grubios PFA
Lygus PFA paviršius (Ra<0.2 µm) allows the polymer to make intimate contact over the entire apparent area. Van der Waals forces create strong adhesion. The deposit forms a continuous, uniform film that is difficult to remove chemically or mechanically. During cleaning, the film peels off in small fragments, leaving residue behind.
Smėliasrove padengtas paviršius (Ra 2,0 µm) turi mikroskopines smailes (2–4 µm aukščio) ir slėnius. Polimeras liečiasi tik su smailėmis. Tikrasis kontaktinis plotas sudaro tik 10–30% matomo ploto. Sukibimo jėga proporcingai mažesnė. Nuosėdos susidaro kaip atskiros salos viršūnėse, o ne kaip ištisinė plėvelė. Šios salelės lengvai nupjaunamos skysčiu arba švelniai nuvalant. Be to, slėniai sulaiko orą arba skystį, kuris veikia kaip atpalaidavimo priemonė.
Valymo dažnio mažinimas įvairių tipų polimerams
| Polimero tipas | Klampumas darbinėje temperatūroje (cP) | Dominuojantis užsiteršimo mechanizmas | Valymo dažnis (lygus paviršius) | Valymo dažnis (Ra 2,0 µm) | Sumažėjimas (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Polietileno lydalas (HDPE) | 5,000–20,000 | Klijai, plėvelės{0}}formavimas | Kas 7 dienas | Kas 14-21 dieną | 50–66% |
| Polipropileno lydalas | 3,000–15,000 | Klijai | Kas 5 dienas | Kas 10-15 dienų | 50–67% |
| Karšto lydalo klijai (EVA) | 10,000–50,000 | Lipni + vientisa | Kas 3 dienas | Kas 7-10 dienų | 57–70% |
| Latekso emulsija (akrilas) | 100–500 | Sedimentacija + sukibimas | Kas 14 dienų | Kas 18-22 dienas | 20–36% |
| Stireno monomeras | <10 | Drėkinimas + polimerizacija | Kas 2 dienas | Kas 3-4 dienas | 33–50% |
| Poliuretano prepolimeras | 1,000–5,000 | Cheminis skiepijimas | Kas 10 dienų | Kas 15-20 dienų | 33–50% |
| Lydytas vaškas | 50–200 | Kristalizacija | Kas 30 dienų | Kas 30 dienų (be pokyčių) | 0% (vaškas neprilimpa) |
Optimalūs šiurkštumo parametrai polimerų atpalaidavimui
Optimalus smėliasrove padengtas paviršius polimerų užteršimui mažinti turi:
Ra: 1,5–2,5 µm (per lygus, jokios naudos; per grubus, slėniai užpildyti polimeru)
Rz (viršūnė-į-slėnį): 10–15 µm
Tarpai tarp smailių: 20–50 µm
Atvira teritorija (slėniai): 30–50 % paviršiaus
Paviršiaus paruošimas: naudokite aliuminio oksido smėlis (dydis 100–150 µm) esant 3–4 barų oro slėgiui. Po smėliasrovės kruopščiai nuvalykite, kad pašalintumėte įterptas smėlio daleles. Smailių nepoliruokite ir nelyginkite.
Lauko pavyzdys
Karšto lydalo klijų aplikatoriuje buvo naudojamas lygus PFA šildytuvas. Klijai užteršdavo šildytuvą kas 3 dienas, todėl valymui reikėjo išjungti 2 valandas. Įrenginys perėjo prie smėliasrove apdoroto PFA šildytuvo (Ra 2,0 µm), kurio vatų tankis yra toks pat. Valymo intervalas pailgėjo iki 10 dienų. Metinė gamyba padidėjo 120 valandų (15 dienų). Smėliavimas pridėjo 50 šildytuvų (550 šildytuvų (55 000 per metus prastovos metu).
Apribojimai ir kada vengti smėliavimo
Smėliavimas nėra naudingas:
Mažo{0}}klampumo skysčiai (<500 cP) that flow into the valleys and fully wet the surface. Tada šiurkštumas padidina kontaktinį plotą ir užsiteršimą.
Korozinė aplinka su dalelėmis: Šiurkštus paviršius gali sulaikyti ėsdinančias druskas, pagreitindamas duobių susidarymą.
Didelio{0}}grynumo programos: Smėliasrove gali likti įterptų smėliukų, kurios užteršia gaminį. Vietoj to naudokite elektropoliruotus arba lygius paviršius.
Labai plonos PFA sienos (<1.5 mm): Smėliavimas sumažina sienelės storį 0,05–0,1 mm, o tai gali pakenkti tvirtumui.
Smėliasrove padengtų paviršių valymo procedūra
Valydami smėliasrove padengtą PFA šildytuvą naudokite minkštus nailoninius šepečius arba žemo -slėgio vandens srovę (10–20 barų). Nenaudokite metalinių grandiklių, kurie išlygins smailes ir sunaikins nelygumus. Pirmenybė teikiama cheminiam valymui (mirkymui tirpikliu), nes jis mechaniškai netrina paviršiaus. Po valymo profilometru patikrinkite paviršiaus šiurkštumą. Jei Ra nukrito žemiau 1,0 µm, iš naujo{8}}smėliuokite arba pakeiskite šildytuvą.
Išvada: smėliasrove padengtas paviršius (Ra 2,0 µm) sumažina valymo dažnį 40–60 % didelio klampumo polimerų lydalo atveju
For PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5000 cP), smėliasrove padengtas išorinis paviršius (Ra 2,0 µm) sumažina valymo dažnumą 40–60 %, palyginti su lygiu paviršiumi. Šiurkštumas sumažina tikrąjį kontaktinį plotą, neleidžia susidaryti nuolatiniam plėvelės susidarymui ir leidžia lengvai pašalinti nuosėdas. Mažo-klampumo skysčiams (<500 cP), a smooth surface may be more suitable. Sandblasting is a low-cost modification ($50–100 per heater) that pays for itself through reduced downtime and longer intervals between cleaning cycles. Specify sandblasted PFA for hot melt adhesives, polyolefin melts, and sticky polymer solutions. The rough surface repels fouling; the smooth surface invites it. Choose roughness for release. Your production schedule will thank you.
