Cinko fosfatavimo linija ištraukė 5 kW PTFE panardinamą šildytuvą tik po aštuonių mėnesių naudojimo. Apvalkalo paviršius, nukreiptas į ruošinius, atrodė normalus. Apatinė pusė -pusė, nukreipta į rezervuaro sienelę-, buvo padengta tankiu, sutankintu tamsaus dumblo sluoksniu, kurio storis 15–20 mm. Izoliacijos varža sumažėjo iki 18 MΩ. Dumblas buvo geležies fosfato nuosėdų, cinko fosfato dumblo ir pernešamų kruopų mišinys, kuris nusėdo ir susitvirtino tarpelyje tarp šildytuvo ir sienos.
Fosfatavimo voniose nuolat susidaro dumblas. Konversijos dengimo reakcija gamina netirpius fosfatus, kurie nusėda iš tirpalo. Talpykloje su PTFE panardinamuoju šildytuvu, sumontuotu ant sienos arba šalia jos, tarpas tarp šildytuvo ir sienos tampa dumblo gaudykle. Dumblas kaupiasi, sutvirtėja ir galiausiai uždengia šildytuvo apatinę dalį.
Kodėl fosfatuojančios vonios sukuria tiek daug dumblo
Fosfatavimo reakcijos metu ištirpę metalo jonai paverčiami netirpiais fosfato junginiais. Kiekvienam kvadratiniam metrui fosfatuoto plieno paviršiaus susidaro maždaug 2–5 gramai dumblo. Didelio-pralaidumo linijoje kasdienis dumblo susidarymas gali siekti kelis kilogramus.
Dumblas susideda iš geležies fosfato, cinko fosfato ir kitų metalų kompleksinių fosfatų. Jis yra puikus, tankus ir lengvai nusėda. Talpykloje su mažu srautu dumblas kaupiasi ant horizontalių paviršių ir mažo greičio zonose.
| Linijos pralaidumas | Plieninis paviršius fosfatuotas | Kasdienis dumblo generavimas | Mėnesio kaupimas |
|---|---|---|---|
| Žemas, 100 m²/d | 100 m² | 0,2–0,5 kg | 6-15 kg |
| Vidutinis, 500 m²/d | 500 m² | 1,0–2,5 kg | 30-75 kg |
| Aukštas, 1000 m²/d | 1,000 m² | 2,0–5,0 kg | 60-150 kg |
| Labai aukštas, 2000 m²/d | 2,000 m² | 4,0–10,0 kg | 120-300 kg |
Dumblo susidarymo greitis fosfatavimo linijose pagal pralaidumą
Kodėl apatinė šildytuvo dalis kaupia dumblą
Tarpas tarp PTFE panardinamojo šildytuvo ir bako sienelės yra mažo{0}}tėkmės zona. Šildytuvas apsaugo tarpą nuo pagrindinės bako cirkuliacijos. Dumblas nusėda į tarpą ir kaupiasi, nes nėra srauto, kuris jį nuneštų.
Tarpas taip pat sulaiko šilumą. Šildytuvas sušildo tarpelyje esantį skystį, tačiau skystis negali išeiti. Įstrigęs skystis sustingsta, o dumblas greičiau nusėda. Mažo srauto ir aukštesnės temperatūros derinys pagreitina dumblo kaupimąsi.
Apatinėje šildytuvo pusėje esantis dumblo sluoksnis yra izoliuotas nuo pagrindinio bako. Šildytuvo išskiriama šiluma turi kirsti dumblo sluoksnį prieš pasiekdama rezervuaro sienelę ir birų skystį. Dumblas padidina šiluminę varžą, kuri pakelia apvalkalo paviršiaus temperatūrą iš abiejų pusių. Aukštesnė temperatūra pagreitina PTFE skilimą ir nuosėdų susidarymą proceso pusėje.
Šiluminės dumblo padengimo pasekmės
Apatinėje šildytuvo pusėje esantis dumblo sluoksnis veikia kaip izoliacinė antklodė. Apvalkalo paviršiaus temperatūra pakyla, nes šiluma negali išeiti per dumblą. Aukštesnė temperatūra padidina tolesnio dumblo nusodinimo varomąją jėgą ir pagreitina PTFE skaidymą.
Šildytuvui, veikiančiam 1,2 W/cm², 10 mm dumblo sluoksnis, kurio šilumos laidumas yra 0,5 W/m·K, prideda maždaug 24 laipsnių temperatūros kritimą. Apvalkalo paviršiaus temperatūra pakyla tokiu dydžiu, o tai gali nustumti PTFE į skilimo diapazoną.
| Dumblo storis | Šiluminis atsparumas | Paviršiaus ΔT padidėjimas | PTFE poveikis gyvybei |
|---|---|---|---|
| 0 mm | 0 | Bazinė linija | Nėra |
| 5 mm | 0.01 m²·K/W | 12 laipsnių | Vidutinis |
| 10 mm | 0.02 m²·K/W | 24 laipsnių | Reikšmingas |
| 15 mm | 0.03 m²·K/W | 36 laipsnių | Sunkus |
| 20 mm | 0.04 m²·K/W | 48 laipsnių | Kritinis |
Dumblo storio įtaka PTFE apvalkalo paviršiaus temperatūrai atliekant fosfatavimą
Dumblo kaupimosi po PTFE panardinamaisiais šildytuvais prevencija
Veiksmingiausia prevencija – pašalinti tarpą, kur kaupiasi dumblas. Šildytuvas, sumontuotas lygiai prie bako sienelės, neturi tarpo. Šildytuvas, sumontuotas ant kronšteino su valdomu tarpu, kurį galima nuplauti, turi tarpą, bet tarpą galima išvalyti.
Jei tarpas yra neišvengiamas, jis turi būti prieinamas valymui. Šildytuvas turi būti nuimamas neišardant bako, o tarpas turi būti nuplaunamas atliekant įprastinę priežiūrą. Nutekėjimo anga žemiausioje tarpo vietoje leidžia išplauti dumblą.
Reguliarus rezervuaro valymas pašalina dumblą, kol jis nesustingsta. Fosfatavimo rezervuaruose, kuriuose susidaro daug dumblo, baką gali tekti valyti kas 3–6 mėnesius. Valymo metu šildytuvą reikia nuimti, kad pasiektumėte tarpą.
| Prevencinė priemonė | Veiksmingumas | Įgyvendinimas | Kaina |
|---|---|---|---|
| Įleidžiamas montavimas | Aukštas | Šildytuvo dizainas | Žemas |
| Prieinamas tarpas | Vidutinis | Montavimo dizainas | Vidutinis |
| Reguliarus bako valymas | Aukštas | Priežiūros grafikas | Vidutinis |
| Dumblo gaudyklė | Vidutinis | Cisternos dizainas | Aukštesnis |
Dumblo kaupimosi po PTFE panardinamaisiais šildytuvais prevencijos priemonės
Kai dumblo padengimas rodo projektavimo problemą
Šildytuvas, kuris, nepaisant reguliaraus valymo, greitai kaupia dumblą, rodo, kad rezervuaro konstrukcija leidžia kietosioms dalelėms nusėsti nepasiekiamoje vietoje. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su įleidžiama-montavimo konstrukcija arba savaime-nutekėjimo tarpu pašalina pagrindinę dumblo kaupimosi priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja vonios chemijos, dumblo susidarymo greičio, rezervuaro konstrukcijos ir reikiamos galios. Įrenginiams su fosfatavimo linijomis šis pritaikymo metodas sumažina su dumblu- susijusį perkaitimą ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
