Dây chuyền tẩy gỉ bằng thép không gỉ cần có lò sưởi ngâm PTFE thay thế cho bể axit flohydric nitric-ở 60 độ . Bộ sưởi hiện tại đã hỏng chỉ sau sáu tháng sử dụng-vỏ bọc PTFE đã phồng rộp và nứt dọc theo toàn bộ phần được làm nóng. Đội bảo trì nghi ngờ rằng máy sưởi có kích thước nhỏ hơn và đang hoạt động ở mật độ watt quá cao.
Bể ngâm axit hỗn hợp là một trong những hóa chất đòi hỏi khắt khe nhất đối với lò sưởi ngâm PTFE. Thành phần axit hydrofluoric tấn công PTFE thông qua quá trình thẩm thấu và thành phần axit nitric oxy hóa bề mặt polymer. Sự kết hợp giữa HF và axit nitric ở 60 độ đòi hỏi một thiết kế thận trọng với mật độ watt thấp và diện tích bề mặt lớn.
Tại sao tẩy axit hỗn hợp yêu cầu mật độ watt thấp
Axit flohydric thấm vào PTFE với tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ. Axit nitric oxy hóa bề mặt polymer. Cùng nhau, chúng làm suy giảm lớp phủ nhanh hơn so với chỉ sử dụng axit.
Mật độ watt an toàn cho lò sưởi ngâm PTFE trong quá trình tẩy axit hỗn hợp ở 60 độ là 0,8–1,0 W/cm2. Trên phạm vi đó, nhiệt độ bề mặt vượt quá giới hạn an toàn đối với polyme và tốc độ phân hủy tăng nhanh.
| Thành phần axit | Nhiệt độ | Mật độ Watt an toàn | Diện tích bề mặt cho 5 kW | Tuổi thọ sử dụng dự kiến |
|---|---|---|---|---|
| 10% HNO₃ + 2% HF | 50 độ | 1,0–1,2 W/cm2 | 4.167–5.000 cm2 | 3–5 năm |
| 10% HNO₃ + 2% HF | 60 độ | 0,8–1,0 W/cm2 | 5.000–6.250 cm2 | 2–4 năm |
| 15% HNO₃ + 3% HF | 60 độ | 0,7–0,9 W/cm2 | 5.556–7.143 cm2 | 18–36 tháng |
| 20% HNO₃ + 4% HF | 60 độ | 0,6–0,8 W/cm2 | 6.250–8.333 cm2 | 12–24 tháng |
| 15% HNO₃ + 3% HF | 70 độ | 0,5–0,7 W/cm2 | 7.143–10.000 cm2 | 8–18 tháng |
Yêu cầu về mật độ watt và diện tích bề mặt an toàn đối với việc tẩy axit hỗn hợp
Trần nhiệt độ cho dịch vụ axit hỗn hợp
Nhiệt độ bề mặt là biến kiểm soát. Đối với việc tẩy axit hỗn hợp ở khối lượng lớn 60 độ, nhiệt độ bề mặt không được vượt quá 85–90 độ. Trên phạm vi đó, tốc độ thẩm thấu HF và tốc độ oxy hóa axit nitric tăng nhanh và PTFE xuống cấp nhanh chóng.
Để giữ nhiệt độ bề mặt dưới 90 độ, mật độ watt phải được giới hạn ở mức 0,8–1,0 W/cm2 trong bể có khuấy trộn vừa phải. Ở các vùng có dòng chảy thấp, giới hạn giảm xuống 0,6–0,8 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 5 kW ở mức 0,9 W/cm2, diện tích bề mặt cần thiết là 5.556 cm2. Một bộ gia nhiệt thẳng đơn có đường kính vỏ bọc 50 mm và chiều dài gia nhiệt 1.500 mm cung cấp khoảng 2.356 cm²{11}}ít hơn một nửa yêu cầu. Cần có cấu hình nhiều{13}}pass hoặc nhiều bộ sưởi.
Nếu bể không thể chứa một lò sưởi lớn, nhiều lò sưởi nhỏ hơn phân bố 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 an toàn | Diện tích bề mặt cần thiết | Chiều dài lò sưởi đơn (Vỏ bọc 50 mm) | Cấu hình nhiều đường chuyền- |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,9 W/cm2 | 3.333 cm2 | 2.122 mm | 2 lượt × 1.061 mm |
| 4 kW | 0,9 W/cm2 | 4.444 cm2 | 2.829 mm | 3 lượt × 943 mm |
| 5 kW | 0,9 W/cm2 | 5.556 cm2 | 3.537 mm | 4 đường chuyền × 884 mm |
| 6 kW | 0,9 W/cm2 | 6.667 cm2 | 4.244mm | 5 lượt × 849 mm |
| 8 kW | 0,9 W/cm2 | 8.889 cm2 | 5.659 mm | 6 đường chuyền × 943 mm |
Yêu cầu về diện tích bề mặt và cấu hình bộ gia nhiệt để tẩy axit hỗn hợp ở mức 0,9 W/cm2
Các bước đặc điểm kỹ thuật thực tế cho dịch vụ axit hỗn hợp
Bắt đầu với thành phần axit. Nồng độ HF và axit nitric cao hơn đòi hỏi mật độ watt thấp hơn. Đối với 10% HNO₃ + 2% HF, mật độ watt không được vượt quá 1,0 W/cm². Đối với 15% HNO₃ + 3% HF, giới hạn giảm xuống 0,9 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, 0,9 W/cm2 là thích hợp. Ở vùng lưu lượng-thấp, hãy giảm xuống 0,7 W/cm².
Tính diện tích bề mặt cần thiết từ công suất và mật độ watt. Công suất 5 kW ở mức 0,9 W/cm2 cần 5.556 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 90 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
Các bể tẩy axit hỗn hợp có yêu cầu về công suất cao và không gian ngoại vi hạn chế thường không thể đáp ứng được các lò sưởi 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 thành phần axit, nhiệt độ vận hành, kích thước bể, điều kiện dòng chảy và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có dây chuyền tẩy axit hỗn hợp, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này giúp giảm sự xuống cấp của lớp phủ và kéo dài tuổi thọ sử dụng của lò sưởi.
