Kieta chromavimo linija ištraukė PTFE panardinamąjį šildytuvą iš chromo rūgšties anodavimo bako po šešių mėnesių naudojimo. Šildytuvo paviršiuje buvo nevienodų spalvų raštas{1}}kai kurios sritys buvo šviesiai rudos, kitos tamsiai rudos, o kelios dėmės buvo silpnai žalsvo atspalvio. Šildytuvas vis dar veikė, bet spalvos pasikeitimas leido manyti, kad paviršiaus temperatūra buvo netolygi visame apvalkale. Tamsiausios spalvos sritys buvo karščiausios.
Netolygios oksido spalvos ant PTFE panardinamojo šildytuvo yra matomas temperatūros pasiskirstymo įrašas. Chromo rūgštis yra stiprus oksidatorius. Kai PTFE paviršius yra veikiamas chromo rūgšties aukštesnėje temperatūroje, polimeras lėtai oksiduojasi. Oksidacijos greitis priklauso nuo paviršiaus temperatūros. Karštesnės vietos greičiau oksiduojasi ir įgauna tamsesnę spalvą. Spalvų raštas parodo, kur šildytuvas veikė karštai, o kur vėso.
Kaip chromo rūgštis oksiduoja PTFE apvalkalą
Chromo rūgštis atakuoja PTFE oksidacijos būdu. Priepuolis yra lėtas esant vidutinei temperatūrai, bet greitėja kylant paviršiaus temperatūrai. Oksidacijos metu susidaro karbonilo fluoridas ir kitos oksiduotos rūšys, kurios suardo polimero grandinę. Dėl to pasikeičia polimero optinės savybės-paviršius patamsėja ir gali įgauti rudą arba žalią atspalvį.
Oksidacija nėra vienoda. Jis seka temperatūros pasiskirstymą apvalkalo paviršiuje. Sritys su aukštesne paviršiaus temperatūra oksiduojasi greičiau ir įgauna tamsesnę spalvą. Vietos su žemesne paviršiaus temperatūra oksiduojasi lėčiau ir išlaiko pradinę spalvą.
| Paviršiaus temperatūra | Oksidacijos greitis | Spalva po 6 mėnesių | PTFE būklė |
|---|---|---|---|
| 80-90 laipsnių | Labai žemas | Originali spalva | Nepažeistas |
| 90-100 laipsnių | Žemas | Šviesus įdegis | Nepažeistas |
| 100-110 laipsnių | Vidutinis | Vidutiniškai rudas | Nedidelis pablogėjimas |
| 110-120 laipsnių | Aukštas | Tamsiai ruda | Vidutinis degradavimas |
| >120 laipsnių | Labai aukštas | Tamsiai ruda/žalia | Sunkus degradavimas |
Oksidacijos greitis ir spalvos raida kaip paviršiaus temperatūros funkcija chromo rūgštyje
Ką spalvų raštas atskleidžia apie šildytuvo veikimą
Spalvų raštas yra šiluminis apvalkalo paviršiaus žemėlapis. Tamsios sritys rodo karštąsias vietas. Šviesios sritys rodo vėsesnius regionus. Modelis gali atskleisti keletą veikimo problemų.
Tamsi juostelė išilgai apatinės apvalkalo dalies rodo, kad apatinė dalis yra karštesnė nei viršutinė. Tai dažnai pasitaiko, kai šildytuvas yra iš dalies nuskustas arba kai srautas apatinėje dalyje yra apribotas.
Tamsi dėmė šalia gnybtų bloko rodo karštą vietą terminalo jungtyje. Taip gali nutikti dėl laisvos jungties arba didelio kontaktinio pasipriešinimo.
Tamsi juostelė išilgai skysčio linijos rodo, kad šildytuvas keičiasi tarp drėgnų ir sausų sąlygų. Atvira sekcija perkaista ir oksiduojasi greičiau nei panardinta dalis.
| Spalvų raštas | Tikėtina Priežastis | Operatyvinis klausimas |
|---|---|---|
| Tamsi juosta išilgai apatinės dalies | Mastelis arba mažas srautas apačioje | Ribota cirkuliacija |
| Tamsi vieta šalia gnybtų bloko | Didelis gnybtų atsparumas | Laisvas arba korozinis jungtis |
| Tamsi juostelė ties skysčio linija | Lygio svyravimas | Dalinis panardinimas dviračiu |
| Tamsi sritis priešais įėjimą | Srauto šešėliavimas | Blogas srauto paskirstymas |
| Vienoda šviesi spalva | Tolygi temperatūra | Normalus veikimas |
Spalvų raštai ir jų veikimo pasekmės
Kodėl netolygi oksidacija svarbi net tada, kai veikia šildytuvas
Šildytuvas su netolygiomis oksido spalvomis vis tiek gali veikti, tačiau dėl oksidacijos sumažėjo PTFE storis ir jo barjerinės savybės. Oksiduotos sritys yra pralaidesnės nei pirminis polimeras. Drėgmė ir chemija gali lengviau prasiskverbti ir laikui bėgant sumažina izoliacijos varžą.
Oksiduotos vietos taip pat yra jautresnės mechaniniams pažeidimams. Oksiduotas PTFE yra trapus ir terminio ciklo metu gali įtrūkti. Įtrūkimai suteikia kelius cheminei atakai ir gali sukelti ankstyvą gedimą.
Nelygios oksidacijos prevencija
Veiksmingiausia prevencija – palaikyti vienodą viso šildytuvo paviršiaus temperatūrą. Tam reikia vienodo srauto, vienodo vatų tankio ir vienodo panardinimo.
Geresnis srauto paskirstymas sumažina karštų taškų skaičių. Šviestuvas arba pertvara, nukreipianti srautą per visą šildytuvo paviršių, apsaugo nuo sustingusių zonų ir palaiko vienodą paviršiaus temperatūrą.
Sumažinus vatų tankį, sumažėja bendra paviršiaus temperatūra ir sulėtėja oksidacijos greitis. Šildytuvas, veikiantis 0,9 W/cm², gali oksiduotis perpus greičiau nei vienas esant 1,4 W/cm².
Išlaikant stabilų skysčio lygį, skysčio linija nejuda per šildytuvą. Žemo-lygio blokavimo arba automatinio užpildymo sistema užtikrina, kad šildytuvas visą laiką būtų visiškai panardintas.
| Prevencinė priemonė | Poveikis oksidacijai | Įgyvendinimas |
|---|---|---|
| Pagerintas srauto paskirstymas | Vienoda temperatūra | Pedagogas arba sumaištis |
| Mažesnis vatų tankis | Lėtesnė oksidacija | Šildytuvo dizainas |
| Stabilus skysčio lygis | Jokio važiavimo skysta linija | Lygio valdymas |
| Reguliarus kalkių šalinimas | Apsaugo nuo karštų taškų | Priežiūros grafikas |
Prevencinės priemonės netolygiai oksidacijai naudojant chromo rūgštį
Kai netolygus oksidavimas rodo dizaino problemą
Šildytuvas, kuris, nepaisant gero srauto ir stabilaus lygio, oksiduojasi labai netolygiai, rodo, kad šildytuvo konstrukcija netinkama naudoti. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su mažesniu vatų tankiu, geresne prieiga prie srauto ir didesniu paviršiaus plotu pašalina pagrindinę netolygaus temperatūros pasiskirstymo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja vonios chemijos, darbinės temperatūros, srauto sąlygų, bako matmenų ir reikalingos galios. Įrenginiams su chromo rūgšties anodavimo linijomis šis pritaikymas-specifinis metodas sumažina netolygią oksidaciją ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
