Nikkeldamisliin asendas PTFE sukelsoojendi juba üheksa kuu pärast. Kest ei näidanud pragusid, ville ega värvimuutust. Isolatsioonitakistus oli langenud 500 MΩ-lt 12 MΩ-ni. Rikke põhjuseks oli vase saastumine niklivannis-soojusvaheti leke tekitas vase ioone, mis ladestusid küttekeha kestale. Vasekiht oli õhuke ja tihedalt kleepuv, kuid see tekitas juhtiva tee, mis kiirendas läbitungimist ja halvendas isolatsiooni.
Metalli saastumine on tavaline, kuid alatunnustatud tegur PTFE-sukelküttekeha kasutusea jooksul. Pindamisvannid koguvad toorikutelt, riiulitelt, kinnitusdetailidelt ja ülesvoolu seadmetelt lahustunud metalle. Need metallid võivad ladestuda kuumutatud pindadele, moodustades kihte, mis muudavad küttekeha termilist ja elektrilist käitumist. Mõnel juhul on saastumine suurema protsessiprobleemi sümptom. Teistel juhtudel on see kütteseadme rikke otsene põhjus.
Kuidas tekib metallide saastumine
Pindamisvannis lahustunud metalliioonid võivad sadestuda küttekehale mitme mehhanismi kaudu. Kõige tavalisem on elektrokeemiline sadestamine, kus küttekeha ümbris toimib paagis olevate hulkvoolude või galvaaniliste paaride suhtes katoodina. Metalliioonid taanduvad metalliliseks vormiks ja plaaditakse ümbrisele.
Temperatuuripõhine{0}}sadestamine on veel üks mehhanism. Mõne metalli lahustuvus on kõrgematel temperatuuridel vähenenud. Kui vann ringleb kuumast ümbrisest mööda, ületab kohalik kontsentratsioon küllastumist ja metall sadestub pinnale. See on tavaline raua ja vase puhul happevannides.
Keemiline nihkumine toimub siis, kui väärismetalli ioon puutub kokku vähem väärika pinnaga. Kui PTFE ümbrisel on metallist saastumist-, mis on tekkinud kriimustusest, mis paljastab sisemise metallkesta, või juhtivatest ladestustest-, eelistatavalt väärismetallist plaadid.
| Saasteaine | Allikas | Sadestamise mehhanism | Mõju küttekehale | Riskitase |
|---|---|---|---|---|
| Vask | Soojusvaheti leke, siinid | Elektrokeemiline, nihke | Juhtiv kiht, läbilaskvus | Kõrge |
| Raud | Terasest toorikud, nagid | Temperatuuri-põhine | Deposiit, skaala | Mõõdukas |
| Nikkel | Ülesvoolu niklivann tõmmake{0}}sisse | Elektrokeemiline | Juhtiv kiht | Kõrge |
| Kroom | Kroomhape lohista{0}}sisse | Elektrokeemiline | Passiivkile, tagatisraha puudub | Madal |
| Tsink | Tsingitud nagid | Temperatuuri-põhine | Deposiit, skaala | Mõõdukas |
| Plii | Joote, vanemad inventar | Elektrokeemiline | Juhtiv kiht | Kõrge |
Metallist saasteained plaadistusvannides ja nende mõju PTFE sukelsoojenditele
Juhtiva kihi probleem
Metalli sadestumine PTFE kestal muudab küttekeha elektrilisi omadusi. Sade on juhtiv ja see puutub kokku protsessivedelikuga. Kui sade jõuab ääriku või klemmi korpuseni, loob see tee voolu lekkimiseks maandusse-maandusrike.
Isegi kui sade ei jõua maandatud punktini, muudab see elektrivälja jaotust küttekeha ümber. Juhtiv kiht toimib elektroodi pikendusena, kontsentreerides voolu hoiuservadesse. See võib kiirendada lokaalset kuumenemist ja läbitungimist, mis toob kaasa enneaegse rikke.
Sade muudab ka termilist käitumist. Metallikihil on kõrgem soojusjuhtivus kui PTFE-l, mis võib tunduda kasulik. Kuid sade on tavaliselt ebaühtlane ja poorne ning võib niiskuse ja keemia kinni hoida. Tulemuseks on lokaalne korrosioon ja läbilaskvus, mitte paranenud soojusülekanne.
Miks on metalli saastumist raske tuvastada?
Metalli saastumist on raske tuvastada, kuna sadestused on sageli õhukesed ja kleepuvad tihedalt PTFE pinnale. Need ei pruugi olla palja silmaga nähtavad ning need ei tekita värvimuutusi ega ville, mis on seotud muude rikete režiimidega.
Isolatsioonitakistuse testimine ei pruugi probleemi paljastada enne, kui sade on piisavalt kasvanud, et tekitada märkimisväärne lekketee. Õhukese vasesademega küttekeha isolatsioonitakistus võib olla 50–100 MΩ-väiksem kui uus, kuid mitte piisavalt madal, et häireid käivitada.
Visuaalne kontrollimine suurendusega võib paljastada metallilise läike või pinna tekstuuri muutuse. Lihtne test on ümbrise pühkimine valge lapiga-metallijääk näitab sadestumist. Teine test on pinnatakistuse mõõtmine multimeetriga,{3}}juhtiv sade on madalam kui isoleeriv PTFE pind.
Metalli saastumise vältimine
Kõige tõhusam ennetus on allika kõrvaldamine. Parandage soojusvaheti lekked, vahetage välja roostetanud nagid ja kinnitused ning vältige{1}}vastuvoolu mahutitest sissetõmbamist. Lahustunud metallide vannianalüüs näitab saastetaseme ja tuvastab allika.
Filtreerimine eemaldab hõljuvad metalliosakesed, kuid ei eemalda lahustunud ioone. Ioonivahetus või elektrotehniline puhastamine võib vähendada lahustunud metallide kontsentratsiooni, kuid need on protsessi -taseme lahused, mitte kütte{2}}tasandi lahused.
Küttekeha enda jaoks vähendab poleeritud PTFE pind metallisademete nakketugevust. Siledal pinnal on ladestustel raskem tuumada ja kasvada. Regulaarne puhastamine lahjendatud happega eemaldab metallijäägid enne, kui need muutuvad piisavalt paksuks, et mõjutada jõudlust.
Kui metalli saastumine viitab protsessiprobleemile
Korduv metallisaaste küttekehal plaadistusvannis näitab, et vanni keemia ei ole kontrolli all. Lahustunud metalli kontsentratsioon on liiga kõrge või hajuvad voolud põhjustavad sadestumist pindadele, mis peaksid olema inertsed. Küttekeha on sümptom, mitte algpõhjus.
Poleeritud kesta, väiksema vattiheduse ja suurema pindalaga kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon vähendab metalli sadestumise kiirust ja pikendab vajalike puhastuste vahelist intervalli. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab vanni keemiat, lahustunud metallide kontsentratsiooni, töötemperatuuri ja eelmiste küttekehade saastumise ajalugu.
