Dây chuyền khắc axit PCB đã thay thế lò sưởi ngâm PTFE trong chất ăn mòn clorua đồng chỉ sau bảy tháng. Bề mặt của bộ gia nhiệt có vết rỗ dọc theo đường hàn và ở đường chất lỏng. Điện trở cách điện đã giảm xuống còn 12 MΩ. Chất ăn mòn là dung dịch clorua-cao hoạt động ở nhiệt độ 55 độ . Máy sưởi đã được chỉ định ở mức 1,5 W/cm2-một giá trị hoạt động tốt trong các ngành hóa học khác nhưng lại quá mạnh đối với môi trường giàu clorua-.
Chất ăn mòn clorua-cao là một trong những hóa chất đòi hỏi khắt khe nhất đối với lò sưởi ngâm PTFE. Các ion clorua xuyên qua màng bảo vệ và bắt đầu tạo vết rỗ trên kim loại. Chúng cũng thấm vào polyme và làm suy giảm liên kết giữa lớp phủ và chất nền. Sự kết hợp giữa tấn công clorua và nhiệt độ tăng cao làm tăng tốc độ xuống cấp.
Tại sao chất ăn mòn clorua yêu cầu mật độ watt thấp hơn
Các ion clorua nhỏ, di động và hung hãn. Chúng thâm nhập vào PTFE với tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ. Ở nhiệt độ 55 độ và nồng độ clorua cao, tốc độ thẩm thấu rất đáng kể. Các ion clorua chạm tới đường liên kết giữa PTFE và vỏ kim loại, tại đây chúng bắt đầu ăn mòn.
Tốc độ thẩm thấu được kích hoạt bằng nhiệt. Cứ tăng 10 độ thì tốc độ tăng gần gấp đôi. Một lò sưởi hoạt động ở mức 1,5 W/cm2 có nhiệt độ bề mặt cao hơn 15–20 độ so với lò sưởi ở mức 1,0 W/cm2. Nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ thẩm thấu clorua và rút ngắn thời gian phá vỡ lớp phủ.
| Mật độ watt | Nhiệt độ bề mặt ở mức 55 độ | Tốc độ thẩm thấu clorua | Thời gian để vi phạm lớp phủ | Tuổi thọ sử dụng dự kiến |
|---|---|---|---|---|
| 0,6 W/cm2 | 65–70 độ | Rất thấp | >36 tháng | 4–6 năm |
| 0,8 W/cm2 | 70–75 độ | Thấp | 24–36 tháng | 3–5 năm |
| 1,0 W/cm2 | 75–82 độ | Vừa phải | 12–24 tháng | 2–3 năm |
| 1,2 W/cm2 | 82–90 độ | Cao | 8–14 tháng | 12–24 tháng |
| 1,5 W/cm2 | 90–100 độ | Rất cao | 4–8 tháng | 6–12 tháng |
Mật độ watt và ảnh hưởng của nó đến sự thấm clorua và tuổi thọ
Trần nhiệt độ cho dịch vụ clorua
Nhiệt độ bề mặt là biến kiểm soát. Đối với chất ăn mòn có hàm lượng clorua-cao ở khối lượng 55 độ, nhiệt độ bề mặt không được vượt quá 80–85 độ . Trên phạm vi đó, tốc độ thẩm thấu clorua tăng lên và PTFE xuống cấp nhanh chóng.
Để giữ nhiệt độ bề mặt dưới 85 độ, mật độ watt phải được giới hạn ở mức 1,0–1,2 W/cm2 trong bể có khuấy trộn vừa phải. Ở các vùng có dòng chảy thấp, giới hạn giảm xuống 0,8 W/cm².
Tính diện tích bề mặt cần thiết
Yêu cầu về diện tích bề mặt phụ thuộc vào công suất và mật độ watt. Đối với công suất 6 kW ở mức 1,0 W/cm2, diện tích bề mặt cần thiết là 6.000 cm2. Máy sưởi-một mặt có kích thước 500 mm × 600 mm cung cấp 3.000 cm²{11}}là không đủ. Máy sưởi hai mặt{13}}có diện tích 6.000 cm2, đáp ứng yêu cầu.
Nếu bể không thể chứa bộ sưởi hai mặt 500 × 600 mm{2}}, nhiều bộ sưởi nhỏ hơn được bố trí xung quanh bể có thể cung cấp diện tích bề mặt cần thiết trong khi vẫn duy trì mật độ watt thấp.
| Công suất | Mật độ watt | Diện tích bề mặt cần thiết | Dấu chân một mặt- | Dấu chân hai mặt- |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 1,0 W/cm2 | 3.000 cm2 | 500×600mm | 500 × 300mm |
| 4 kW | 1,0 W/cm2 | 4.000 cm2 | 500 × 800mm | 500×400mm |
| 5 kW | 1,0 W/cm2 | 5.000 cm2 | 500 × 1.000mm | 500×500mm |
| 6 kW | 1,0 W/cm2 | 6.000 cm2 | 600 × 1.000mm | 600×500mm |
| 8 kW | 1,0 W/cm2 | 8.000 cm2 | 800 × 1.000 mm | 800×500mm |
Yêu cầu về diện tích bề mặt và dấu chân đối với chất ăn mòn có hàm lượng clorua-clorua cao ở mức 1,0 W/cm²
Các bước thông số kỹ thuật thực tế cho dịch vụ-Clorua cao
Bắt đầu với nồng độ clorua. Nồng độ cao hơn đòi hỏi mật độ watt thấp hơn. Đối với nồng độ trên 200 g/L, mật độ watt không được vượt quá 1,0 W/cm2. Đối với nồng độ trên 300 g/L, giới hạn giảm xuống 0,8 W/cm2.
Chọn mật độ watt từ điều kiện dòng chảy thực tế tại vị trí lò sưởi. Trong bồn tắm có khuấy trộn vừa phải, 1,0 W/cm2 là thích hợp. Ở vùng lưu lượng-thấp, hãy giảm xuống 0,8 W/cm².
Tính diện tích bề mặt cần thiết từ công suất và mật độ watt. Công suất 6 kW ở mức 1,0 W/cm2 cần 6.000 cm2. Nếu một lò sưởi duy nhất không thể cung cấp diện tích đó trong bể, hãy xem xét việc phân bổ nhiều lò sưởi xung quanh chu vi.
Xác minh rằng nhiệt độ bề mặt lò sưởi vẫn dưới 85 độ. Nếu nhiệt độ bề mặt tính toán vượt quá giới hạn đó, hãy giảm mật độ watt hơn nữa hoặc cải thiện dòng chảy ở bề mặt lò sưởi.
Khi máy sưởi tiêu chuẩn không thể đáp ứng yêu cầu về mật độ watt
Bể ăn mòn clorua-cao có yêu cầu về công suất cao và không gian ngoại vi hạn chế thường không thể đáp ứng được các bộ gia nhiệt ngâm PTFE tiêu chuẩn ở mật độ watt thấp mà ngành hóa học yêu cầu. Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh có diện tích bề mặt lớn, mật độ watt thấp và vị trí-tối ưu hóa dòng chảy sẽ giải quyết nguyên nhân gốc rễ của mật độ watt không khớp. Quá trình đặc điểm kỹ thuật yêu cầu nồng độ clorua, nhiệt độ vận hành, kích thước bể, điều kiện dòng chảy và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có hàm lượng chất ăn mòn-clorua cao, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này giúp giảm hiện tượng rỗ và kéo dài tuổi thọ sử dụng của lò sưởi.
