Linija za fosfatiranje primijetila je da njezinom spremniku treba više vremena da postigne zadanu vrijednost svakog mjeseca. Struja grijača odgovarala je natpisnoj pločici, regulator je tražio toplinu, a površina grijača iznad tekućine činila se čistom. Kad je grijač izvučen radi pregleda, donja trećina plašta bila je zakopana ispod sloja od 25 mm zbijenog sedimenta-taloga željeznog fosfata, kamenca i prenošenog pijeska koji se nataložio i konsolidirao na dnu spremnika.
Pokrivenost sedimentom je čest, ali često zanemaren uzrok gubitka izlazne snage PTFE uronjenog grijača. Sloj sedimenta izolira donji dio grijača, hvatajući toplinu i prisiljavajući grijač da radi na većoj vrućini kako bi postigao isti učinak. Viša površinska temperatura ubrzava degradaciju PTFE-a i povećava potrošnju energije.
Kako se talog nakuplja na donjem dijelu grijača
Sediment se taloži gravitacijom. U spremniku s niskim protokom blizu dna, sediment se nakuplja na podu i uz donji dio grijača. Sloj sedimenta raste prema gore kako se više krutih tvari taloži.
Sloj sedimenta obično je gušći i konsolidiraniji od kamenca na površini grijača. To je mješavina istaloženih krutina, proizvoda korozije i čestica koje se prenose. Toplinska vodljivost sedimenta ovisi o njegovom sastavu i poroznosti, ali općenito je niža od PTFE plašta.
| Vrsta sedimenta | Tipičan izvor | Toplinska vodljivost | Stopa taloženja | Vrijeme pokrivanja |
|---|---|---|---|---|
| Željezni fosfat | Reakcija fosfatiranja | 0.5–1.0 W/m·K | visoko | 2–6 mjeseci |
| Metalni hidroksid | Izvlačenje kupke- | 0.2–0.5 W/m·K | Umjereno | 4–10 mjeseci |
| Kalcijev karbonat | Tvrda voda | 1.0–2.0 W/m·K | Nisko–umjereno | 6–18 mjeseci |
| Miješani mulj | Više izvora | 0.3–0.8 W/m·K | visoko | 2–6 mjeseci |
Vrste sedimenata i njihove karakteristike taloženja
Zašto je donja trećina najviše pogođena
Donja trećina grijača je najbliža dnu spremnika, gdje se taloži talog. To je također područje s najnižom brzinom protoka u većini spremnika. Strujanje je najjače na površini, gdje nastaje komešanje, a najslabije na dnu, gdje se nakuplja sediment.
Sloj sedimenta na donjoj trećini stvara toplinsku barijeru. Toplina koju stvara grijač mora prijeći sloj sedimenta prije nego što dođe do rasute tekućine. Sediment dodaje toplinski otpor, što podiže temperaturu površine grijača.
Za grijač koji radi na 1,2 W/cm², sloj sedimenta od 25 mm s toplinskom vodljivošću od 0,5 W/m·K dodaje približno 60 stupnjeva pada temperature. Temperatura površine grijača raste za taj iznos, što može gurnuti PTFE u područje degradacije.
Utjecaj na rad grijača
Donja trećina grijača-prekrivena sedimentom daje manje topline kadi. Efektivna površina grijača je smanjena. Grijač mora biti topliji kako bi isporučio isti ukupni toplinski učinak, a potrošnja energije se povećava.
Sediment također mijenja uzorak protoka oko grijača. Sloj sedimenta može blokirati kanale protoka na dnu grijača, smanjujući ukupnu cirkulaciju i stvarajući mrtve zone.
Sprječavanje pokrivanja sedimenta
Najučinkovitija prevencija je uklanjanje taloga prije nego što se nakupi. Redovito čišćenje spremnika-svakih 3–6 mjeseci u-kupkama s visokim udjelom krutih tvari-spriječava da sloj sedimenta dostigne debljinu koja utječe na rad grijača.
Poboljšanje protoka na dnu spremnika smanjuje nakupljanje sedimenta. Cijev za raspršivanje ili eduktor usmjeren duž dna spremnika održava sediment suspendiranim i omogućuje njegovo uklanjanje filtracijom.
Grijač montiran iznad dna spremnika-na postolje ili nosače-smanjuje površinu grijača koja je izložena sloju sedimenta. Talog se nakuplja na podu, ali je grijač iznad njega.
| Mjera prevencije | Učinak na sediment | Provedba | trošak |
|---|---|---|---|
| Redovito čišćenje spremnika | Uklanja talog | Raspored održavanja | Umjereno |
| Donja mlaznica ili eduktor | Održava talog suspendiranim | Montaža opreme | Umjereno |
| Povišena montaža grijača | Izbjegava kontakt sa sedimentom | Dizajn montaže | Niska |
| Zamka za mulj | Skuplja talog | Dizajn spremnika | viši |
Mjere prevencije za pokrivanje sedimentom PTFE uronjenih grijača
Kada pokrivenost sedimentom ukazuje na problem dizajna
Grijač koji gubi učinak zbog pokrivenosti talogom unatoč redovitom čišćenju ukazuje na to da dizajn spremnika ili montaža grijača ne odgovara primjeni. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s povišenom montažom, poboljšanim protokom na dnu i nižom gustoćom u vatima rješava glavni uzrok pokrivenosti sedimentom. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, brzinu stvaranja krutih tvari, dimenzije spremnika i potrebnu snagu u vatima. Za objekte s procesnim kupkama s visokim-udjelom krutine, ovaj-pristup specifičan za primjenu smanjuje-gubitak izlaza povezan s talogom i produljuje radni vijek grijača.
