Tsingi fosfaatimisliin tõmbas 5 kW PTFE sukelsoojendi juba pärast kaheksakuulist kasutust. Toorikute poole jääv ümbrise pind nägi välja normaalne. Alumine külg -paagi seina poole jääv külg- oli kaetud tiheda, tihendatud tumeda mudakihiga, paksusega 15–20 mm. Isolatsioonitakistus oli langenud 18 MΩ-ni. Muda oli segu raudfosfaadi sademest, tsinkfosfaadi mudast ja ülekanduvast sõmerast, mis oli settinud ja konsolideerunud küttekeha ja seina vahelisse pilusse.
Fosfaadivannid tekitavad pidevalt muda. Konversioonikatmise reaktsioon tekitab lahustumatuid fosfaate, mis sadestuvad lahusest välja. Paagis, mille seinale või selle lähedale on paigaldatud PTFE sukelküttekeha, muutub kerise ja seina vaheline vahe mudapüüdjaks. Muda koguneb, koondub ja lõpuks katab küttekeha alumise külje.
Miks fosfaatvannid tekitavad nii palju muda?
Fosfaadimisreaktsioon muudab lahustunud metalliioonid lahustumatuteks fosfaatühenditeks. Iga fosfaaditud teraspinna ruutmeetri kohta tekib ligikaudu 2–5 grammi muda. Suure-tootlikkusega liinil võib muda igapäevane teke ulatuda mitme kilogrammini.
Muda koosneb raudfosfaadist, tsinkfosfaadist ja muude metallide kompleksfosfaatidest. See on hea, tihe ja ladestub kergesti. Madala vooluhulgaga paagis koguneb muda horisontaalsetele pindadele ja madala kiirusega tsoonidesse.
| Line läbilaskevõime | Terase pind fosfaaditud | Igapäevane muda tekitamine | Igakuine kogumine |
|---|---|---|---|
| Madal, 100 m²/päevas | 100 m² | 0,2–0,5 kg | 6-15 kg |
| Keskmine, 500 m²/päevas | 500 m² | 1,0–2,5 kg | 30-75 kg |
| Kõrge, 1000 m²/päevas | 1,000 m² | 2,0–5,0 kg | 60-150 kg |
| Väga kõrge, 2000 m²/päevas | 2,000 m² | 4,0–10,0 kg | 120-300 kg |
Muda tekkemäärad fosfaatimisliinides läbilaskevõime järgi
Miks küttekeha alumine osa kogub muda?
PTFE sukelsoojendi ja paagi seina vaheline vahe on madala vooluhulgaga-. Kütteseade varjab pilu põhipaagi tsirkulatsiooni eest. Muda settib pilusse ja koguneb, sest puudub vool, mis seda ära viiks.
Vahe hoiab kinni ka soojuse. Kütteseade soojendab pilus olevat vedelikku, kuid vedelik ei pääse välja. Kinnijäänud vedelik jääb seisma ja muda settib kiiremini. Madala vooluhulga ja kõrgendatud temperatuuri kombinatsioon kiirendab muda kogunemist.
Kerise alumisel küljel olev mudakiht on põhipaagist isoleeritud. Küttekeha tekitatud soojus peab enne paagi seina ja puistevedelikuni jõudmist läbima mudakihi. Muda lisab soojustakistust, mis tõstab ümbrise pinna temperatuuri mõlemalt poolt. Kõrgem temperatuur kiirendab PTFE lagunemist ja katlakivi teket protsessi poolel.
Muda katmise termilised tagajärjed
Kerise alumisel küljel olev mudakiht toimib isoleeriva tekina. Mantli pinna temperatuur tõuseb, kuna kuumus ei pääse muda kaudu välja. Kõrgem temperatuur suurendab muda edasise sadestamise liikumapanevat jõudu ja kiirendab PTFE lagunemist.
Küttekeha puhul, mis töötab 1,2 W/cm², lisab 10 mm mudakiht, mille soojusjuhtivus on 0,5 W/m·K, ligikaudu 24 kraadi temperatuurilangust. Selle võrra tõuseb ümbrise pinna temperatuur, mis võib PTFE-d lükata lagunemisvahemikku.
| Muda paksus | Soojustakistus | Pinna ΔT suurenemine | PTFE eluea mõju |
|---|---|---|---|
| 0 mm | 0 | Lähtejoon | Mitte ühtegi |
| 5 mm | 0.01 m²·K/W | 12 kraadi | Mõõdukas |
| 10 mm | 0.02 m²·K/W | 24 kraadi | Märkimisväärne |
| 15 mm | 0.03 m²·K/W | 36 kraadi | Raske |
| 20 mm | 0.04 m²·K/W | 48 kraadi | Kriitiline |
Muda paksuse mõju PTFE ümbrise pinnatemperatuurile fosfaatimisteenuses
Muda kogunemise vältimine PTFE sukelsoojendite all
Kõige tõhusam ennetus on muda kogunemiskoha tühimiku likvideerimine. Paagi seina vastu tasapinnaliselt paigaldatud küttekehal puudub tühimik. Kontrollitava vahega kronsteinile paigaldatud küttekehal, mida saab loputada, on vahe, kuid vahe on puhastatav.
Kui vahe on vältimatu, peaks see olema puhastamiseks juurdepääsetav. Küttekeha peaks olema eemaldatav ilma paaki lahti võtmata ja vahe tuleb tavapärase hoolduse käigus läbi loputada. Pilu alumises punktis asuv äravooluava võimaldab muda välja pesta.
Regulaarne paagi puhastamine eemaldab muda enne selle tihenemist. Suure muda tekkega fosfaatimismahutites võib paak vajada puhastamist iga 3–6 kuu tagant. Küttekeha tuleks puhastamise ajaks eemaldada, et pääseda pilule.
| Ennetusmeede | Tõhusus | Rakendamine | Maksumus |
|---|---|---|---|
| Süvistatav paigaldus | Kõrge | Küttekeha disain | Madal |
| Ligipääsetav vahe | Mõõdukas | Paigaldusdisain | Mõõdukas |
| Regulaarne paagi puhastamine | Kõrge | Hooldusgraafik | Mõõdukas |
| Mudapüüdur | Mõõdukas | Paagi disain | Kõrgem |
Ennetusmeetmed muda kogunemiseks PTFE sukelsoojendite all
Kui muda katmine viitab disainiprobleemile
Kütteseade, mis kogub muda kiiresti vaatamata korrapärasele puhastamisele, näitab, et paagi konstruktsioon võimaldab tahketel ainetel settida kättesaamatus kohas. Kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon koos tasapinnalise-kinnitusega või ise-tühjeneva piluga lahendab muda kogunemise algpõhjuse. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab vanni keemiat, muda tekkekiirust, paagi konstruktsiooni ja nõutavat võimsust. Fosfaadimisliinidega rajatiste puhul vähendab see rakendusespetsiifiline lähenemine mudaga seotud-ülekuumenemist ja pikendab küttekeha kasutusiga.
