Linija za fosfatiranje cinka povukla je PTFE uronjeni grijač od 5 kW nakon samo osam mjeseci rada. Površina plašta okrenuta prema obradcima izgledala je normalno. Donja strana-strana okrenuta prema stijenci spremnika-bila je prekrivena gustim, zbijenim slojem tamnog mulja, debljine 15-20 mm. Otpor izolacije je pao na 18 MΩ. Mulj je bio mješavina taloga željeznog fosfata, taloga cink-fosfata i prenošenog pijeska koji se nataložio i konsolidirao u razmaku između grijača i stijenke.
Kupke za fosfatiranje kontinuirano stvaraju mulj. Reakcija pretvorbenog premaza proizvodi netopljive fosfate koji se talože iz otopine. U spremniku s PTFE uronjenim grijačem postavljenim na zid ili blizu njega, razmak između grijača i zida postaje hvatač mulja. Mulj se nakuplja, konsolidira i na kraju prekriva donju stranu grijača.
Zašto kupke za fosfatiranje stvaraju toliko mulja
Reakcija fosfatiranja pretvara otopljene metalne ione u netopljive fosfatne spojeve. Za svaki četvorni metar fosfatirane čelične površine proizvodi se približno 2-5 grama mulja. U visoko{4}}protočnoj liniji, dnevno stvaranje mulja može doseći nekoliko kilograma.
Mulj se sastoji od željeznog fosfata, cink-fosfata i složenih fosfata drugih metala. Fino je, gusto i lako se taloži. U spremniku s niskim protokom, mulj se nakuplja na vodoravnim površinama iu zonama niske-brzine.
| Propusnost linije | Čelična površina fosfatirana | Dnevno stvaranje mulja | Mjesečna akumulacija |
|---|---|---|---|
| Niska, 100 m²/dan | 100 m² | 0,2–0,5 kg | 6–15 kg |
| Srednje, 500 m²/dan | 500 m² | 1,0–2,5 kg | 30–75 kg |
| Visoka, 1000 m²/dan | 1,000 m² | 2,0–5,0 kg | 60–150 kg |
| Vrlo visoko, 2000 m²/dan | 2,000 m² | 4,0–10,0 kg | 120–300 kg |
Stope stvaranja mulja u linijama za fosfatiranje prema protoku
Zašto donja strana grijača skuplja mulj
Razmak između PTFE uronjenog grijača i stijenke spremnika je zona niskog-protoka. Grijač štiti prazninu od cirkulacije glavnog spremnika. Mulj se taloži u otvoru i nakuplja jer nema protoka koji bi ga odnio.
Razmak također zadržava toplinu. Grijač zagrijava tekućinu u otvoru, ali tekućina ne može izaći. Zarobljena tekućina stagnira, a mulj se brže taloži. Kombinacija malog protoka i povišene temperature ubrzava nakupljanje mulja.
Sloj mulja na donjoj strani grijača je izoliran od glavnog spremnika. Toplina koju stvara grijač mora prijeći sloj mulja prije nego što dođe do stijenke spremnika i rasute tekućine. Mulj dodaje toplinsku otpornost, što podiže temperaturu površine plašta s obje strane. Viša temperatura ubrzava degradaciju PTFE-a i stvaranje kamenca na strani procesa.
Toplinske posljedice pokrivanja mulja
Sloj mulja na donjoj strani grijača djeluje kao izolacijski pokrivač. Temperatura površine omotača raste jer toplina ne može izaći kroz mulj. Viša temperatura povećava pokretačku snagu za daljnje taloženje mulja i ubrzava razgradnju PTFE-a.
Za grijač koji radi na 1,2 W/cm², sloj mulja od 10 mm s toplinskom vodljivošću od 0,5 W/m·K dodaje približno 24 stupnja pada temperature. Temperatura površine plašta raste za taj iznos, što može gurnuti PTFE u raspon degradacije.
| Debljina mulja | Toplinska otpornost | Površina ΔT Povećanje | PTFE životni utjecaj |
|---|---|---|---|
| 0 mm | 0 | Osnovna linija | Nijedan |
| 5 mm | 0.01 m²·K/W | 12 stupnjeva | Umjereno |
| 10 mm | 0.02 m²·K/W | 24 stupnja | Značajan |
| 15 mm | 0.03 m²·K/W | 36 stupnjeva | Teška |
| 20 mm | 0.04 m²·K/W | 48 stupnjeva | Kritično |
Učinak debljine mulja na temperaturu površine PTFE plašta u usluzi fosfatiranja
Sprječavanje nakupljanja mulja ispod PTFE uronjenih grijača
Najučinkovitija prevencija je uklanjanje praznine u kojoj se nakuplja mulj. Grijač montiran u ravnini sa stijenkom spremnika nema razmaka. Grijač montiran na nosač s kontroliranim zazorom koji se može ispirati ima zazor, ali se zazor može očistiti.
Ako je jaz neizbježan, trebao bi biti dostupan za čišćenje. Grijač bi se trebao moći ukloniti bez rastavljanja spremnika, a praznina bi se trebala isprati tijekom rutinskog održavanja. Odvodni otvor na donjoj točki otvora omogućuje ispiranje mulja.
Redovitim čišćenjem spremnika uklanja se mulj prije nego što se konsolidira. U spremnicima za fosfatiranje s velikim stvaranjem mulja, spremnik će možda trebati čistiti svakih 3-6 mjeseci. Grijač treba ukloniti tijekom čišćenja kako bi se pristupilo otvoru.
| Mjera prevencije | Učinkovitost | Provedba | trošak |
|---|---|---|---|
| Montaža u ravnini | visoko | Dizajn grijača | Niska |
| Dostupni jaz | Umjereno | Dizajn montaže | Umjereno |
| Redovito čišćenje spremnika | visoko | Raspored održavanja | Umjereno |
| Zamka za mulj | Umjereno | Dizajn spremnika | viši |
Mjere prevencije nakupljanja mulja ispod PTFE uronjenih grijača
Kada prekrivanje muljem ukazuje na problem dizajna
Grijač koji brzo nakuplja mulj unatoč redovitom čišćenju ukazuje na to da dizajn spremnika dopušta taloženje krutih tvari na nepristupačnom mjestu. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s ugradbenim-dizajnom ili samo-odvodnim otvorom rješava glavni uzrok nakupljanja mulja. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, brzinu stvaranja mulja, dizajn spremnika i potrebnu snagu u vatima. Za objekte s linijama za fosfatiranje, ovaj-pristup specifičan za primjenu smanjuje-pregrijavanje povezano s muljem i produljuje vijek trajanja grijača.
