Radionica za presvlake izvukla je PTFE uronjeni grijač od 4 kW za rutinsko uklanjanje kamenca. Na omotaču se nakupio sloj od 1,5 mm kalcijevog karbonata i naslaga metalnog hidroksida tijekom osam mjeseci rada. Grijač je očišćen razrijeđenom solnom kiselinom, ispran i vraćen u spremnik. U roku od dva tjedna, vrijeme-zagrijavanja bilo je primjetno dulje nego što je bilo prije uklanjanja kamenca. Grijač je trošio normalnu struju. Korica je izgledala čisto. Ipak, proizvodnja je pala.
Uklanjanje kamenca obnavlja prijenos topline uklanjanjem izolacijskog naslaga. U većini slučajeva grijač s očišćenim kamencem radi kao novi. Ali u nekim slučajevima uklanjanje kamenca otkriva ili uzrokuje drugačiji problem-koji smanjuje učinak iako se omotač čini čistim.
Naslaga je maskirala degradiranu površinu
Naslage kamenca prvenstveno se stvaraju na najtoplijim površinama. Područja omotača koja su bila najtoplija nakupila su najdeblju ljusku. Kada se kamenac ukloni, PTFE ispod je izložen-i ta je površina možda oštećena povišenim temperaturama koje su uopće uzrokovale taloženje.
Degradacija može biti u obliku površinske oksidacije, mikropukotina ili gubitka glatke završne obrade polimera. Hrapava površina povećava debljinu toplinskog graničnog sloja, smanjujući prijenos topline čak i bez taložnog sloja. Grijač nije izgubio snagu, ali je izgubio sposobnost učinkovitog prijenosa te snage na tekućinu.
| Uvjeti prije -uklanjanja kamenca | Nakon -nalaza uklanjanja kamenca | Učinak na prijenos topline | Akcijski |
|---|---|---|---|
| Svjetlosna skala, 0,5 mm | Glatka površina | Vraćeno na skoro-novo | Nijedan |
| Umjerena skala, 1,0 mm | Lagana promjena boje | Manje smanjenje | Monitor |
| Debela skala, 1,5 mm | Promijenjene boje, ogrubjele | Umjereno smanjenje | Zamjena plana |
| Vrlo teška ljestvica, 2,0 mm+ | Napuknut ili s mjehurima | Značajno smanjenje | Zamijenite grijač |
Stanje površine nakon-uklanjanja kamenca i njegov učinak na prijenos topline
Sam postupak uklanjanja kamenca može oštetiti površinu
Nisu sve metode uklanjanja kamenca nježne za PTFE. Kiselina koja se koristi za otapanje kamenca također može napasti polimer ako je koncentracija ili temperatura previsoka. Klorovodična kiselina od 10% i 40 stupnjeva općenito je sigurna za PTFE. Klorovodična kiselina na 20% i 60 stupnjeva može uzrokovati degradaciju površine tijekom produljenog izlaganja.
Mehaničko uklanjanje kamenca-struganje, četkanje ili abrazivne jastučiće-brzo uklanja kamenac, ali može izdubiti PTFE. Izdubljena površina stvara mjesta nukleacije za buduće taloženje i povećava debljinu graničnog sloja. Grijač može biti čist, ali više nije gladak.
-Mlaz vode pod visokim pritiskom učinkovit je za debele ljuske, ali može oštetiti PTFE ako se mlaznica drži preblizu ili je tlak previsok. Preporuča se ograničenje tlaka od 50–70 bara i udaljenost mlaznice od najmanje 150 mm.
Naslage kamenca mogle su trajno promijeniti površinu
Čak i ako postupak uklanjanja kamenca ne ošteti PTFE, sam kamenac je možda promijenio kemijski sastav površine. Naslage kalcija i silikata mogu se kemijski vezati za PTFE, ostavljajući tanak talog koji čišćenje kiselinom ne uklanja. Ovaj ostatak nije vidljiv, ali utječe na sposobnost vlaženja i prijenos topline.
Površina koja je izvorno bila hidrofobna-odbijajući vodu-može postati hidrofilna nakon duljeg izlaganja kamencu. Hidrofilna površina potiče stvaranje tankog vodenog filma koji dodaje toplinsku otpornost. Učinak je mali, ali mjerljiv tijekom vremena.
Grijač je možda radio iznad svoje sigurne temperature
Najčešći razlog gubitka učinka nakon uklanjanja kamenca je to što je grijač prije uklanjanja kamenca radio iznad svoje sigurne temperature omotača. Sloj kamenca izolirao je omotač, podižući mu temperaturu. Povišena temperatura degradirala je PTFE, smanjujući njegovu toplinsku vodljivost i povećavajući toplinski otpor između elementa i tekućine.
Degradacija možda neće biti vidljiva. Plašt može izgledati netaknut. Ali struktura polimera se promijenila, a njegova sposobnost provođenja topline je opala. Grijač više ne radi prema svojim izvornim specifikacijama.
| Radni uvjeti | Temperatura omotača prije uklanjanja kamenca | Temperatura omotača nakon uklanjanja kamenca | PTFE stanje | Izlazni gubitak |
|---|---|---|---|---|
| Normalno, svijetlo mjerilo | 95 stupnjeva | 90 stupnjeva | Netaknuta | Nijedan |
| Povišena, umjerena ljestvica | 110 stupnjeva | 95 stupnjeva | Lagana degradacija | 3–5% |
| Visoka, teška ljestvica | 125 stupnjeva | 100 stupnjeva | Umjerena degradacija | 8–12% |
| Pretjerana, vrlo teška ljestvica | 140 stupnjeva + | 105 stupnjeva + | Ozbiljna degradacija | 15–25% |
Temperatura plašta i izlazni gubitak nakon uklanjanja kamenca u spremnicima za galvanizaciju
Kako znati je li izlazni gubitak trajan
Jednostavnim testom može se utvrditi je li izlazni gubitak uzrokovan trajnom degradacijom omotača ili privremenim stanjem. Izmjerite vrijeme zagrijavanja odmah nakon uklanjanja kamenca i usporedite ga s vremenom zagrijavanja s novim grijačem iste snage u istom spremniku.
Ako je vrijeme-zagrijavanja unutar 10% nove-osnovne linije grijača, grijač radi prihvatljivo. Ako je 15–25% dulje, PTFE je degradiran i grijač se približava kraju svog vijeka trajanja. Ako je duži od 25%, grijač treba zamijeniti.
Mjerenje temperature omotača daje dodatne informacije. Ako je temperatura plašta pri normalnom opterećenju više od 20 stupnjeva iznad temperature tekućine nakon uklanjanja kamenca, toplinski otpor se povećao i grijač više ne radi učinkovito.
Sprječavanje gubitka izlaza nakon uklanjanja kamenca
Najučinkovitija prevencija je uklanjanje kamenca prije nego što sloj kamenca postane dovoljno debeo da podigne temperaturu omotača u raspon degradacije. Redoviti raspored uklanjanja kamenca temeljen na nalazima inspekcije-a ne fiksni kalendar-održava sloj kamenca tankim i temperaturu omotača u sigurnim granicama.
Korištenje najnježnije učinkovite metode uklanjanja kamenca smanjuje rizik od oštećenja površine. Cirkulacija razrijeđene kiseline na umjerenoj temperaturi je poželjnija od mehaničkog struganja ili mlaznice pod visokim-tlakom.
Smanjenje gustoće vata smanjuje temperaturu omotača i usporava stvaranje kamenca i degradaciju omotača. Grijač koji radi na 0,9 W/cm² ima temperaturu omotača 10–15 stupnjeva nižu od grijača na 1,4 W/cm², što produljuje interval između čišćenja i smanjuje temperaturno-degradaciju zbog koje je potrebno uklanjanje kamenca.
Kada izlazni gubitak signalizira problem specifikacije
Ponovljeni gubitak snage nakon uklanjanja kamenca u istom spremniku ukazuje na to da grijač radi preblizu svojoj toplinskoj granici. Visoka gustoća vata, visoka temperatura kupke ili slab protok doprinose povišenoj temperaturi omotača i ubrzanoj degradaciji. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s nižom gustoćom vata, poboljšanim pristupom protoku i većom površinom smanjuje stopu degradacije plašta i produljuje interval između potrebnih čišćenja. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, radnu temperaturu, sastav kamenca i povijest uklanjanja kamenca prethodnih grijača.
