Zašto je PTFE uronjeni grijač bolji od olova u kromiranju?

Linija za kromiranje zamijenila je olovni uronjeni grijač nakon deset godina rada. Olovni grijač radio je odgovarajuće, ali ga je bilo sve teže održavati-olovna površina je erodirala, grijaći elementi bili su izloženi na nekoliko područja, a zamjenska olovna obloga postajala je skupa i teško ju je nabaviti. Tim za održavanje prebacio se na PTFE uronjeni grijač. Trajao je šest godina i zahtijevao je rjeđe čišćenje. Prijelaz se nije odnosio samo na radni vijek-već na sigurnost, održavanje i usklađenost s propisima.

Olovo se desetljećima koristi kao materijal za uranjanje u kromiranju. Otporan je na kromnu kiselinu, relativno dobro provodi toplinu i može se lijevati ili oblikovati u složene oblike. Ali olovo ima značajne nedostatke: otrovno je, erodira u područjima velike -brzine, zagađuje kupku za oplatu i sve se više regulira. PTFE izbjegava sve ove probleme dok pruža usporediv ili bolji vijek trajanja.

Zašto je olovo korišteno u kromiranju

Kromna kiselina je jako oksidirajuća kemikalija. Većina metala u njemu brzo korodira. Olovo je jedan od rijetkih metala koji je otporan na kromnu kiselinu jer stvara zaštitni sloj olovnog kromata na svojoj površini. Taj je film stabilan pri koncentracijama i temperaturama koje se koriste u dekorativnom i tvrdom kromiranju.

Olovo također ima dobru toplinsku vodljivost-otprilike 35 W/m·K-što mu omogućuje rad pri većim gustoćama u vatima nego PTFE. Olovni grijač može biti kompaktniji i jeftiniji od PTFE grijača iste snage.

Usporedba svojstava za olovne i PTFE uronjene grijače u kromiranoj oplati

Problem s erozijom olova

Olovo je mekani metal. U područjima velike brzine protoka-u blizini ispusta crpke, raspršnih cijevi ili pomicanja obratka-površina olova erodira. Erozija izlaže unutarnji grijaći element, koji potom brzo korodira u kupelji s kromnom kiselinom. Olovni grijač koji izgleda netaknut u područjima slabog-protoka može imati kanale duboke erozije u područjima visokog-protoka.

Erodirane čestice olova zagađuju kupku za oplatu. Ioni olova u kupki kroma mogu se ko-taložiti s kromom, što utječe na svojstva taloga. U dekorativnoj kromiranoj presvlaci, onečišćenje olovom može uzrokovati tamne pruge ili loše prianjanje. U tvrdom kromiranju može utjecati na tvrdoću i otpornost na habanje.

PTFE ne erodira u tekućoj kromnoj kiselini. Plašt ostaje gladak i netaknut čak i u područjima velike -brzine. Polimer nije metal, tako da ne zagađuje kadu metalnim ionima.

Toksičnost i usklađenost s propisima

Olovo je otrovni teški metal. Regulirano je u većini industrijskih zemalja, a njegova uporaba u opremi za presvlačenje sve je ograničenija. Propisi Europske unije REACH ograničavaju olovo u mnogim primjenama. OSHA u Sjedinjenim Državama postavlja stroge granice izloženosti olovu na radnom mjestu.

Olovni potopni grijač u kromiranom spremniku predstavlja nekoliko rizika. Olovna površina se može dodirivati ​​tijekom održavanja, izlažući radnike olovu. Olovo može kontaminirati kadu, izratke i tok otpada. Zbrinjavanje pokvarenog olovnog grijača regulirano je kao opasni otpad.

PTFE nije-toksičan i nije reguliran. Ne izlaže radnike opasnim materijalima, ne zagađuje kadu i može se odlagati kao obični industrijski otpad. Regulatorni teret olova je eliminiran.

Prijenos topline i gustoća u vatima

Veća toplinska vodljivost olova omogućuje mu rad pri većim gustoćama u vatima nego PTFE. Olovni grijač može isporučiti istu snagu u manjem pakiranju. U spremnicima s ograničenim prostorom grijača, to može biti značajna prednost.

Niža gustoća PTFE-a u vatima znači da je potrebna veća površina za istu snagu. PTFE grijač od 6 kW pri 1,2 W/cm² zahtijeva 5000 cm² površine-otprilike tri do četiri puta više od površine olovnog grijača iste snage. U velikim kromiranim spremnicima obično je dostupan dodatni prostor. U kompaktnim spremnicima možda neće biti.

Usporedba performansi za olovne i PTFE grijače u kromiranoj presvlaci

Kada je PTFE bolji izbor

PTFE je bolji izbor za većinu primjena kromiranja. Uklanja toksičnost olova i regulatorne probleme, otporan je na eroziju, ne zagađuje kadu i zahtijeva manje održavanja. Njegova manja gustoća u vatima zahtijeva veću površinu, ali većina kromiranih spremnika ima odgovarajući prostor.

PTFE je posebno koristan u područjima s visokim-protokom gdje olovo erodira, u spremnicima gdje je čistoća kupke kritična i u objektima koji podliježu propisima o olovu.

Kada bi olovo još moglo doći u obzir

Olovo se još uvijek može uzeti u obzir u primjenama gdje je prostor grijača izuzetno ograničen i veća gustoća olova u vatima je potrebna kako bi se zadovoljila potrebna snaga. Također se može razmotriti kada je početni trošak dominantan čimbenik, a regulatorni teret je podnošljiv.

Međutim, trend u industriji je daleko od olova. Regulatorni pritisak, sigurnosni problemi i dostupnost PTFE-a i drugih alternativa izbacuju olovo iz kromiranja.

Kada niti jedan materijal ne odgovara primjeni

Neke primjene kromiranja zahtijevaju gustoću vata ili temperaturne mogućnosti koje ni olovo ni PTFE ne mogu pružiti. U tim slučajevima mogu se razmotriti silicijev karbid ili titan, iako oba imaju ograničenja u radu s kromnom kiselinom. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s niskom gustoćom u vatima, velikom površinom i kompaktnim više{2}}prolaznim dizajnom namijenjena je aplikacijama gdje je prostor ograničen i olovo nije prihvatljivo. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, radnu temperaturu, dimenzije spremnika i potrebnu snagu u vatima.