Metalliviimistlustöökoda tõmbas pärast viiekuulist teenindust leelispuhastuspaagist välja PTFE sukelküttekeha. Mantli pind oli kaetud kõva klaasja kilega, mis takistas lahjendatud happe eemaldamist. Hooldusmeeskond pidi kile maha murdma peitli abil, mis PTFE-d mitmest kohast läbi torkas. Kile ei olnud tavaline kaltsiumkarbonaadi skaala. See oli silikaatklaas, mis oli sulanud kerise pinnale.
Silikaatklaaskiled on ühed kõige vastupidavamad PTFE sukelsoojenditel leiduvad sadestused. Need tekivad leeliselistes puhastusvannides, mis sisaldavad naatriumsilikaati, mis on tavaline puhverdamiseks, korrosiooni tõkestamiseks ja mulla suspensiooniks kasutatav lisand. Silikaat polümeriseerub kuumadel pindadel, moodustades klaasitaolise kihi, mis seondub keemiliselt PTFE-ga.
Miks tekivad kuumadel pindadel silikaatkiled?
Naatriumsilikaat on naatriumoksiidi ja ränidioksiidi segu. Lahuses eksisteerib see silikaatioonidena. Kui lahus puutub kokku kuuma pinnaga, polümeriseerub silikaat-silikaadiioonid, moodustades pikad ahelad ja võrgustikud. Polümerisatsiooni juhib temperatuur ja vee aurustamine kuumal pinnal.
Polümeriseeritud silikaat moodustab kõva, keemiliselt vastupidava ja pinnaga tihedalt seotud kile. Kile kasvab silikaadiladestuste suurenedes. See muutub aja jooksul paksemaks ja klaasisemaks-. Erinevalt karbonaadist, mis kleepuvad mehaanilise blokeerimise teel, seonduvad silikaatkiled keemiliselt PTFE pinnaga.
| Silikaadi kontsentratsioon | Vanni temperatuur | Katte pinna temperatuur | Filmi moodustumise kiirus | Aeg 1 mm filmini |
|---|---|---|---|---|
| 1–2% | 60 kraadi | 75 kraadi | Madal | 6-12 kuud |
| 2–4% | 70 kraadi | 85 kraadi | Mõõdukas | 3-6 kuud |
| 4–6% | 75 kraadi | 95 kraadi | Kõrge | 6-12 nädalat |
| >6% | 80 kraadi | 105 kraadi + | Väga kõrge | 3-6 nädalat |
Silikaatkile moodustumise kiirus kontsentratsiooni ja ümbrise temperatuuri funktsioonina
Miks silikaatkiled kahjustavad rohkem kui karbonaat
Karbonaatkivi on suhteliselt pehme ja poorne. See nakkub mehaanilise blokeeringu ja nõrkade van der Waalsi jõududega. Lahjendatud hape lahustab selle ja selle all olev PTFE pind on tavaliselt terve.
Silikaatkiled on erinevad. Need on kõvad, tihedad ja keemiliselt seotud PTFE-ga. Silikaatvõrk moodustab polümeeri pinnaga kovalentseid sidemeid. Kile ei lahustu happes. See nõuab leeliselist puhastamist või mehaanilist eemaldamist.
Mehaaniline eemaldamine-kraapimine, meislitamine või abrasiivne lõhkamine-kahjustab PTFE-d ja loob tuumade tekkekohad tulevaseks kile moodustamiseks. Kahjustatud kohad on silikaatsideme suhtes vastuvõtlikumad kui esialgne sile pind.
Katte pinnatemperatuuri roll
Silikaadi polümerisatsioonikiirus suureneb temperatuuri tõustes. Iga 10 kraadine tõus kahekordistab kiirust ligikaudu kahekordseks. 95 kraadisel pinnatemperatuuril töötav küttekeha moodustab silikaatkile kaks korda kiiremini kui 85 kraadi juures.
Pinna temperatuur sõltub vattide tihedusest ja voolutingimustest. Mõõdukalt segatud vannis võimsusega 1,4 W/cm² töötava küttekeha pinnatemperatuur võib olla 15–20 kraadi võrra suurem. Küttekeha võimsusega 0,9 W/cm² võib olla pinnatemperatuurist vaid 10–12 kraadi kõrgem. Madalam vattihedus vähendab pinnatemperatuuri ja aeglustab kile teket.
Silikaatkile moodustumise vältimine
Kõige tõhusam ennetus on ümbrise pinna temperatuuri alandamine. Madalam vattihedus hoiab pinna jahedamana ja aeglustab polümerisatsiooni kiirust. Küttekeha, mis töötab võimsusega 0,9 W/cm², võib võtta 1 mm kile moodustamiseks kaks korda kauem aega kui 1,4 W/cm² puhul.
Poleeritud pind vähendab silikaatkile nakketugevust. Sile pind tagab vähem tuumade moodustumise kohti ja vähem mehaanilist blokeerimist. Poleeritud pinnad pikendavad puhastusintervalli tavapindadega võrreldes 30–50%.
Regulaarne puhastamine eemaldab kile enne, kui see muutub paksuks ja vastupidavaks. Õhukest kilet on lihtsam eemaldada kui paksu. Puhastusintervall peaks põhinema kontrollitulemustel, mitte kindlal kalendril.
| Ennetusmeede | Mõju filmi moodustumisele | Rakendamine |
|---|---|---|
| Madalam vattihedus, 0,9 W/cm² | Aeglasem polümerisatsioon | Küttekeha disain |
| Poleeritud pind | Vähendatud adhesioon | Küttekeha viimistlus |
| Regulaarne puhastamine | Hoiab ära paksu kile | Hooldusgraafik |
| Vähendatud silikaadi kontsentratsioon | Madalam ladestuskiirus | Vanni keemia kontroll |
Ennetusmeetmed silikaatkile tekkeks leeliselistes puhastusvahendites
Silikaatkilede puhastamine kütteseadet kahjustamata
Silikaatkiled ei lahustu happes. Need nõuavad leeliselist puhastamist või mehaanilist eemaldamist.
Leeliseline puhastuslahus, -tavaliselt 5–10% naatriumhüdroksiid temperatuuril 50–60 kraadi -võib silikaatkilet pehmendada ja lasta sellel harjata. Puhastuslahust tuleb tsirkuleerida või loksutada, et säilitada kontakt kilega. Küttekeha tuleks pärast puhastamist kontrollida, veendumaks, et kile on eemaldatud.
Mehaaniline eemaldamine peaks olema viimane abinõu. Kui mehaaniline eemaldamine on vajalik, kasutage plastikust kaabitsat või pehmet harja. Ärge kasutage traatharju, metallist kaabitsaid ega abrasiivseid padju, mis kahjustavad PTFE-d.
Kui silikaatkile viitab spetsifikatsiooniprobleemile
Keris, millel tekivad vaatamata korrapärasele puhastamisele paksud silikaatkiled, näitab, et küttekeha töötab vattide tihedusega, mis on vanni keemia jaoks liiga kõrge. Kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon väiksema vattiheduse, poleeritud pinna ja suurema pindalaga lahendab silikaadi sadestumise algpõhjuse. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab vanni keemiat, silikaadi kontsentratsiooni, töötemperatuuri ja nõutavat võimsust. Silikaate{3}}sisaldavate leeliseliste puhastusvahenditega rajatiste puhul vähendab see rakendusespetsiifiline lähenemine kile teket ja pikendab küttekeha kasutusiga.
