Nerūdijančio plieno ėsdinimo linijai reikėjo pakeisti PTFE panardinamą šildytuvą, skirtą azoto -vandenilio fluorido rūgšties voniai 60 laipsnių temperatūroje. Esamas šildytuvas sugedo tik po šešių mėnesių eksploatacijos,{3}}PTFE apvalkalas susidarė pūslės ir įtrūko visoje šildomoje dalyje. Techninės priežiūros komanda įtarė, kad šildytuvas buvo per mažo dydžio ir veikė per dideliu vatų tankiu.
Mišrios rūgštinės marinavimo vonios yra viena iš reikliausių PTFE panardinamųjų šildytuvų cheminių medžiagų. Vandenilio fluorido rūgšties komponentas atakuoja PTFE prasiskverbdamas, o azoto rūgšties komponentas oksiduoja polimero paviršių. HF ir azoto rūgšties derinys 60 laipsnių temperatūroje reikalauja konservatyvaus dizaino su mažu vatų tankiu ir dideliu paviršiaus plotu.
Kodėl marinavimui su mišriomis rūgštimis reikalingas mažas vatų tankis
Vandenilio fluorido rūgštis prasiskverbia į PTFE tokiu greičiu, kuris priklauso nuo temperatūros ir koncentracijos. Azoto rūgštis oksiduoja polimero paviršių. Kartu jie ardo dangą greičiau nei bet kuri rūgštis atskirai.
Saugus PTFE panardinamojo šildytuvo vatų tankis mišrioje rūgštinėje marinavimo 60 laipsnių temperatūroje yra 0,8–1,0 W/cm². Virš šio intervalo paviršiaus temperatūra viršija saugią polimero ribą, o skilimo greitis pagreitėja.
| Rūgštinė sudėtis | Temperatūra | Saugus vatų tankis | Paviršiaus plotas 5 kW | Numatomas tarnavimo laikas |
|---|---|---|---|---|
| 10 % HNO₃ + 2 % HF | 50 laipsnių | 1,0–1,2 W/cm² | 4 167–5 000 cm² | 3-5 metai |
| 10 % HNO₃ + 2 % HF | 60 laipsnių | 0,8–1,0 W/cm² | 5 000–6 250 cm² | 2-4 metai |
| 15 % HNO₃ + 3 % HF | 60 laipsnių | 0,7–0,9 W/cm² | 5 556–7 143 cm² | 18-36 mėn |
| 20 % HNO₃ + 4 % HF | 60 laipsnių | 0,6–0,8 W/cm² | 6 250–8 333 cm² | 12-24 mėn |
| 15 % HNO₃ + 3 % HF | 70 laipsnių | 0,5–0,7 W/cm² | 7 143–10 000 cm² | 8-18 mėnesių |
Saugus vatų tankio ir paviršiaus ploto reikalavimai mišriai rūgštingam marinavimui
Mišrių rūgščių tarnybos temperatūros lubos
Paviršiaus temperatūra yra kontrolinis kintamasis. Mišraus rūgštinio marinavimo 60 laipsnių tūrio metu paviršiaus temperatūra neturi viršyti 85–90 laipsnių. Virš šio diapazono HF prasiskverbimo greitis ir azoto rūgšties oksidacijos greitis pagreitėja, o PTFE greitai suyra.
Kad paviršiaus temperatūra būtų žemesnė nei 90 laipsnių, vatų tankis turi būti ribojamas iki 0,8–1,0 W/cm² vidutiniškai maišomose voniose. Mažo srauto-zonose riba sumažėja iki 0,6–0,8 W/cm².
Reikalingo paviršiaus ploto apskaičiavimas
Paviršiaus reikalavimas priklauso nuo galios ir vatų tankio. 5 kW galiai esant 0,9 W/cm², reikalingas paviršiaus plotas yra 5556 cm². Vienas tiesus šildytuvas su 50 mm apvalkalo skersmeniu ir 1 500 mm šildomu ilgiu užtikrina maždaug 2 356 cm²{11}}mažiau nei pusę reikalingo. Reikia kelių{13}}praėjimų konfigūracijos arba kelių šildytuvų.
Jei bake negali tilpti vienas didelis šildytuvas, keli mažesni šildytuvai, paskirstyti aplink baką, gali užtikrinti reikiamą paviršiaus plotą, išlaikant mažą vatų tankį.
| Galingumas | Saugus vatų tankis | Reikalingas paviršiaus plotas | Vieno šildytuvo ilgis (50 mm apvalkalas) | Kelių{0}}passų konfigūracija |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,9 W/cm² | 3 333 cm² | 2122 mm | 2 pralaidos × 1 061 mm |
| 4 kW | 0,9 W/cm² | 4 444 cm² | 2 829 mm | 3 praėjimai × 943 mm |
| 5 kW | 0,9 W/cm² | 5556 cm² | 3 537 mm | 4 praėjimai × 884 mm |
| 6 kW | 0,9 W/cm² | 6 667 cm² | 4 244 mm | 5 praėjimai × 849 mm |
| 8 kW | 0,9 W/cm² | 8 889 cm² | 5 659 mm | 6 praėjimai × 943 mm |
Paviršiaus ploto ir šildytuvo konfigūracijos reikalavimai mišriai rūgštingam ėsdymui esant 0,9 W/cm²
Praktiniai mišrių rūgščių aptarnavimo specifikacijos žingsniai
Pradėkite nuo rūgšties sudėties. Didesnėms HF ir azoto rūgšties koncentracijoms reikalingas mažesnis vatų tankis. 10 % HNO₃ + 2 % HF vatų tankis neturi viršyti 1,0 W/cm². 15 % HNO₃ + 3 % HF riba sumažėja iki 0,9 W/cm².
Pasirinkite vatų tankį iš faktinių srauto sąlygų šildytuvo vietoje. Vidutiniškai sujaudintoje vonioje tinka 0,9 W/cm². Mažo srauto-zonoje sumažinkite iki 0,7 W/cm².
Apskaičiuokite reikiamą paviršiaus plotą pagal galią ir vatų tankį. 5 kW galiai esant 0,9 W/cm² reikia 5 556 cm². Jei vienas šildytuvas negali užtikrinti tos vietos rezervuare, apsvarstykite kelis šildytuvus, paskirstytus aplink perimetrą.
Patikrinkite, ar šildytuvo paviršiaus temperatūra nesiekia 90 laipsnių. Jei apskaičiuota paviršiaus temperatūra viršija šią ribą, dar labiau sumažinkite vatų tankį arba pagerinkite srautą šildytuvo paviršiuje.
Kai standartiniai šildytuvai negali atitikti vatų tankio reikalavimo
Mišriose rūgštinio marinavimo talpyklose, kurioms keliami dideli galingumo reikalavimai ir ribota periferinė erdvė, dažnai negalima pritaikyti standartinių PTFE panardinamųjų šildytuvų esant mažam vatų tankiui, kurio reikalauja chemija. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su dideliu paviršiaus plotu, mažu vatų tankiu ir optimizuota srauto padėtimi pašalina pagrindinę vatų tankio neatitikimo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja rūgšties sudėties, darbinės temperatūros, bako matmenų, srauto sąlygų ir reikalingos galios. Įrenginiams su mišriomis rūgštimis ėsdinimo linijomis šis pritaikymo metodas{4}}mažina dangos degradaciją ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
