Μια γραμμή αποστράγγισης από ανοξείδωτο χάλυβα χρειαζόταν μια αντικατάσταση εμβάπτισης PTFE για ένα λουτρό νιτρικού-υδροφθορικού οξέος στους 60 βαθμούς . Η υπάρχουσα θέρμανση είχε αστοχήσει μετά από μόλις έξι μήνες λειτουργίας-η θήκη PTFE είχε φουσκάλες και ραγίσει σε όλο το θερμαινόμενο τμήμα. Η ομάδα συντήρησης υποψιάστηκε ότι ο θερμαντήρας ήταν μικρότερος και λειτουργούσε σε πολύ υψηλή πυκνότητα watt.
Τα λουτρά τουρσί με μικτό οξύ είναι από τις πιο απαιτητικές χημικές ουσίες για τους θερμαντήρες εμβάπτισης από PTFE. Το συστατικό υδροφθορικού οξέος επιτίθεται στο PTFE μέσω διείσδυσης και το συστατικό νιτρικού οξέος οξειδώνει την επιφάνεια του πολυμερούς. Ο συνδυασμός HF και νιτρικού οξέος στους 60 βαθμούς απαιτεί συντηρητικό σχεδιασμό με χαμηλή πυκνότητα watt και μεγάλη επιφάνεια.
Γιατί η ανάμειξη με οξύ απαιτεί χαμηλή πυκνότητα Watt
Το υδροφθορικό οξύ διαπερνά το PTFE με ρυθμό που εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση. Το νιτρικό οξύ οξειδώνει την επιφάνεια του πολυμερούς. Μαζί, αποικοδομούν την επίστρωση γρηγορότερα από ό,τι οποιοδήποτε οξύ μόνο του.
Η ασφαλής πυκνότητα watt για έναν θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE σε μικτό όξινο τουρσί στους 60 βαθμούς είναι 0,8–1,0 W/cm². Πάνω από αυτό το εύρος, η θερμοκρασία της επιφάνειας υπερβαίνει το ασφαλές όριο για το πολυμερές και ο ρυθμός αποικοδόμησης επιταχύνεται.
| Σύνθεση Οξέος | Θερμοκρασία | Ασφαλής πυκνότητα Watt | Επιφάνεια για 5 kW | Αναμενόμενη διάρκεια ζωής |
|---|---|---|---|---|
| 10% HNO3 + 2% HF | 50 μοίρες | 1,0–1,2 W/cm² | 4.167–5.000 cm² | 3-5 ετών |
| 10% HNO3 + 2% HF | 60 μοίρες | 0,8–1,0 W/cm² | 5.000–6.250 cm² | 2-4 ετών |
| 15% HNO3 + 3% HF | 60 μοίρες | 0,7–0,9 W/cm² | 5.556–7.143 cm² | 18-36 μηνών |
| 20% HNO3 + 4% HF | 60 μοίρες | 0,6–0,8 W/cm² | 6.250–8.333 cm² | 12-24 μηνών |
| 15% HNO3 + 3% HF | 70 μοίρες | 0,5–0,7 W/cm² | 7.143–10.000 cm² | 8-18 μηνών |
Ασφαλείς απαιτήσεις πυκνότητας watt και επιφάνειας για μικτό όξινο τουρσί
Το ανώτατο όριο θερμοκρασίας για σέρβις μικτών οξέων
Η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι η μεταβλητή ελέγχου. Για μικτό όξινο τουρσί στους 60 βαθμούς χύμα, η θερμοκρασία επιφάνειας δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 85–90 βαθμούς. Πάνω από αυτό το εύρος, ο ρυθμός διείσδυσης HF και ο ρυθμός οξείδωσης νιτρικού οξέος επιταχύνονται και το PTFE υποβαθμίζεται γρήγορα.
Για να διατηρηθεί η θερμοκρασία της επιφάνειας κάτω από τους 90 βαθμούς, η πυκνότητα watt πρέπει να περιορίζεται στα 0,8–1,0 W/cm² σε λουτρά μέτριας ανάδευσης. Σε ζώνες χαμηλής- ροής, το όριο πέφτει στα 0,6–0,8 W/cm².
Υπολογισμός της Απαιτούμενης Επιφάνειας
Η απαίτηση επιφάνειας εξαρτάται από την ισχύ και την πυκνότητα watt. Για ισχύ 5 kW στα 0,9 W/cm², η απαιτούμενη επιφάνεια είναι 5.556 cm². Ένας απλός ευθύς θερμαντήρας με διάμετρο θήκης 50 mm και θερμαινόμενο μήκος 1.500 mm παρέχει περίπου 2.356 cm²-λιγότερο από το ήμισυ της απαίτησης. Απαιτείται διαμόρφωση πολλαπλών{13}}διαδρομών ή πολλαπλοί θερμαντήρες.
Εάν η δεξαμενή δεν μπορεί να φιλοξενήσει έναν μόνο μεγάλο θερμαντήρα, πολλαπλοί μικρότεροι θερμαντήρες που διανέμονται γύρω από τη δεξαμενή μπορούν να παρέχουν την απαιτούμενη επιφάνεια διατηρώντας παράλληλα χαμηλή πυκνότητα watt.
| Ισχύς σε βάτ | Ασφαλής πυκνότητα Watt | Απαιτούμενη επιφάνεια | Μήκος μονής θερμάστρας (Θήτη 50 mm) | Πολυ-Διαμόρφωση πάσου |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,9 W/cm² | 3.333 cm² | 2.122 χλστ | 2 περάσματα × 1.061 χλστ |
| 4 kW | 0,9 W/cm² | 4.444 cm² | 2.829 χλστ | 3 περάσματα × 943 χλστ |
| 5 kW | 0,9 W/cm² | 5.556 cm² | 3.537 χλστ | 4 περάσματα × 884 χλστ |
| 6 kW | 0,9 W/cm² | 6.667 cm² | 4.244 χλστ | 5 περάσματα × 849 χλστ |
| 8 kW | 0,9 W/cm² | 8.889 cm² | 5.659 χλστ | 6 περάσματα × 943 χλστ |
Απαιτήσεις διαμόρφωσης επιφάνειας και θερμαντήρα για μικτό όξινο τουρσί στα 0,9 W/cm²
Βήματα πρακτικών προδιαγραφών για σέρβις μικτών οξέων
Ξεκινήστε με τη σύνθεση οξέος. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις HF και νιτρικού οξέος απαιτούν χαμηλότερη πυκνότητα watt. Για 10% HNO3 + 2% HF, η πυκνότητα watt δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1,0 W/cm². Για 15% HNO3 + 3% HF, το όριο πέφτει στα 0,9 W/cm².
Επιλέξτε την πυκνότητα watt από τις πραγματικές συνθήκες ροής στη θέση του θερμαντήρα. Σε ένα λουτρό μέτριας ανάδευσης, είναι κατάλληλο 0,9 W/cm². Σε μια ζώνη χαμηλής- ροής, μειώστε σε 0,7 W/cm².
Υπολογίστε την απαιτούμενη επιφάνεια από την ισχύ και την πυκνότητα watt. Μια ισχύς 5 kW στα 0,9 W/cm² απαιτεί 5.556 cm². Εάν ένας μόνο θερμαντήρας δεν μπορεί να παρέχει αυτήν την περιοχή μέσα στη δεξαμενή, εξετάστε το ενδεχόμενο πολλαπλών θερμαντήρων που είναι κατανεμημένοι γύρω από την περίμετρο.
Βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία της επιφάνειας του θερμαντήρα παραμένει κάτω από τους 90 βαθμούς. Εάν η υπολογισμένη θερμοκρασία επιφάνειας υπερβαίνει αυτό το όριο, μειώστε περαιτέρω την πυκνότητα watt ή βελτιώστε τη ροή στην επιφάνεια του θερμαντήρα.
Όταν οι τυπικοί θερμαντήρες δεν μπορούν να ικανοποιήσουν την απαίτηση πυκνότητας Watt
Οι δεξαμενές μικτού οξέος με υψηλές απαιτήσεις ισχύος και περιορισμένο περιφερειακό χώρο συχνά δεν μπορούν να φιλοξενήσουν τυπικούς θερμαντήρες εμβάπτισης από PTFE στις χαμηλές πυκνότητες watt που απαιτεί η χημεία. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με μεγάλη επιφάνεια, χαμηλή πυκνότητα watt και βελτιστοποιημένη θέση ροής- αντιμετωπίζει τη βασική αιτία της αναντιστοιχίας πυκνότητας watt. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τη σύνθεση οξέος, τη θερμοκρασία λειτουργίας, τις διαστάσεις της δεξαμενής, τις συνθήκες ροής και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με μικτές γραμμές παστοποίησης οξέος, αυτή η ειδική προσέγγιση-εφαρμογής μειώνει την υποβάθμιση της επίστρωσης και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.
