Ο κύκλος απόρριψης του λουτρού
Ένα λαμπερό λουτρό επινικελίωσης συσσωρεύει μεταλλικές ακαθαρσίες με την πάροδο του χρόνου. Ο σίδηρος από τις διαβρωμένες θερμάστρες από ανοξείδωτο χάλυβα, ο χαλκός από τις σταγόνες της ράβδου διαύλου, ο ψευδάργυρος από τη διάλυση του χυτού τεμαχίου-κάθε ρύπανση τελικά φτάνει σε μια συγκέντρωση όπου η ποιότητα της απόθεσης διακυβεύεται. Το λουτρό πρέπει να απορριφθεί εν μέρει ή πλήρως και να αντικατασταθεί με φρέσκια χημεία.
Ένα σημαντικό μέρος του φορτίου μόλυνσης προέρχεται από τον εναλλάκτη θερμότητας. Ένα πηνίο από ανοξείδωτο χάλυβα που διαβρώνεται με 0,15 mm/έτος σε λουτρό νικελίου 8.000 λίτρων απελευθερώνει περίπου 1,5 kg σιδήρου ετησίως. Αυτή η συνεχής είσοδος σιδήρου μειώνει το διάστημα μεταξύ των χωματερών του μπάνιου. Εάν το μπάνιο μπορούσε να διαρκέσει 12 μήνες χωρίς μόλυνση σιδήρου, μπορεί να διαρκέσει μόνο 6 μήνες με τη θερμάστρα να συνεισφέρει σίδηρο.
Οι εναλλάκτες θερμότητας PTFE δεν απελευθερώνουν μεταλλική μόλυνση. Η εξάλειψη αυτής της συνεχούς πηγής μόλυνσης επεκτείνει το διάστημα μεταξύ των χωματερών λουτρών, μειώνοντας το κόστος αγοράς χημικών, το κόστος διάθεσης απορριμμάτων και τον χρόνο διακοπής της παραγωγής για αντικατάσταση λουτρών.
Υπολογισμός παράτασης ζωής στο μπάνιο
Το διάστημα απόρριψης λουτρών καθορίζεται από το χρόνο που απαιτείται για να φτάσει η συγκέντρωση ρύπων στο όριο όπου η ποιότητα των εναποθέσεων καθίσταται απαράδεκτη. Το όριο εξαρτάται από τη ρύπανση και τη διαδικασία επιμετάλλωσης. Για το σίδηρο σε λαμπερό νικέλιο, το όριο είναι περίπου 25 ppm.
Χωρίς διάβρωση του θερμαντήρα, ο ρυθμός συσσώρευσης σιδήρου καθορίζεται αποκλειστικά από την έλξη-από τα τεμάχια εργασίας και την ατμοσφαιρική μόλυνση-συνήθως 1-2 ppm την εβδομάδα. Από μια αρχική συγκέντρωση 5 ppm (φρέσκο λουτρό), χρειάζονται 10-20 εβδομάδες για να φτάσει τα 25 ppm, που αντιστοιχεί σε διάρκεια ζωής 10-20 εβδομάδων ή περίπου 3-5 μήνες.
Με τη διάβρωση του θερμαντήρα προσθέτοντας 0,15 mm/έτος διάλυση σιδήρου, η πρόσθετη είσοδος είναι περίπου 3 ppm την εβδομάδα. Ο συνολικός ρυθμός συσσώρευσης γίνεται 4-5 ppm την εβδομάδα. Ο χρόνος για να φτάσετε τα 25 ppm από 5 ppm είναι 4-5 εβδομάδες. Η διάρκεια του μπάνιου μειώνεται σε περίπου ένα μήνα.
Πίνακας 1: Σύγκριση ζωής και κόστους στο μπάνιο - Με και χωρίς θερμαντήρα-Μόλυνση από σίδηρο (Λουτρό φωτεινού νικελίου 8.000 λίτρων)
| Παράμετρος | Με Ανοξείδωτο Ατσάλι | Με εναλλάκτη θερμότητας PTFE |
|---|---|---|
| Συσσώρευση σιδήρου από θερμάστρα (ppm/εβδομάδα) | 3 | 0 |
| Συσσώρευση σιδήρου από άλλες πηγές (ppm/εβδομάδα) | 1.5 | 1.5 |
| Συνολικός ρυθμός συσσώρευσης σιδήρου (ppm/εβδομάδα) | 4.5 | 1.5 |
| Χρόνος από 5 ppm έως όριο Fe 25 ppm (εβδομάδες) | 4.4 | 13.3 |
| Χωματερές λουτρών ανά έτος | 11.8 | 3.9 |
| Κόστος χημικών λουτρών ανά χωματερή (5$/L × μερική 8.000L) | 12.000 $ (30% μερική απόρριψη) | $12,000 |
| Ετήσιο κόστος χημικών λουτρών | $141,600 | $46,800 |
| Ετήσιο κόστος διάθεσης απορριμμάτων (1,50 $/L × όγκος απόρριψης) | $42,480 | $14,040 |
| Ετήσιο κόστος μπάνιου- | $184,080 | $60,840 |
| Ετήσια εξοικονόμηση με PTFE | – | $123,240 |
Η τιμή σταθερότητας απόδοσης μπάνιου
Πέρα από την άμεση εξοικονόμηση κόστους χημικών και απόρριψης, η εκτεταμένη διάρκεια ζωής στο μπάνιο παρέχει λειτουργικά οφέλη. Κάθε χωματερή λουτρών διαταράσσει την παραγωγή. Το νέο λουτρό απαιτεί αρκετές ημέρες λειτουργίας για να φτάσει σε χημική ισορροπία. Κατά τη διάρκεια αυτού του διαλείμματος-στην περίοδο, η ποιότητα της κατάθεσης μπορεί να είναι πιο μεταβλητή και το ποσοστό επιμετάλλωσης μπορεί να διαφέρει από το λουτρό παλαίωσης.
Λιγότερες χωματερές σημαίνουν λιγότερα διαλείμματα-σε περιόδους, πιο σταθερή ποιότητα παραγωγής και λιγότερο συχνή προσαρμογή της διαδικασίας. Αυτά τα οφέλη είναι πραγματικά αλλά πιο δύσκολο να ποσοτικοποιηθούν από την άμεση εξοικονόμηση χημικών. Συμβάλλουν στη συνολική οικονομική υπόθεση για τη μετατροπή PTFE.
Ο ευρύτερος αντίκτυπος της μόλυνσης
Η διάβρωση των μεταλλικών θερμαντήρων απελευθερώνει όχι μόνο σίδηρο αλλά και νικέλιο και χρώμιο. Το χρώμιο είναι ιδιαίτερα προβληματικό σε χαμηλές συγκεντρώσεις-μόλις 5 ppm μπορεί να επηρεάσει την εμφάνιση λαμπερών εναποθέσεων νικελίου. Ένα πηνίο από ανοξείδωτο χάλυβα που απελευθερώνει χρώμιο σε ένα κλάσμα του ρυθμού απελευθέρωσης σιδήρου μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ποιότητας που αναγκάζουν την απόρριψη του μπάνιου πριν φτάσει το όριο σιδήρου.
Το PTFE εξαλείφει κάθε μεταλλική μόλυνση από τον εναλλάκτη θερμότητας. Οι μόνες πηγές μόλυνσης είναι τα τεμάχια εργασίας, οι άνοδοι και οι πηγές ατμοσφαιρικής εναπόθεσης-που μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω τυπικών πρακτικών προεπεξεργασίας και καθαρισμού χωρίς την κρυφή, συνεχή συνεισφορά του θερμαντήρα που διαβρώνει.
Περίληψη
Η εξάλειψη της μεταλλικής μόλυνσης από τους διαβρωτικούς θερμαντήρες εμβάπτισης μέσω της μετατροπής PTFE επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του λαμπερού νικελίου από περίπου 4-5 εβδομάδες σε 13+ εβδομάδες μεταξύ των χωματερών. Η εκτεταμένη διάρκεια ζωής του μπάνιου μειώνει το ετήσιο κόστος χημικών και απόρριψης κατά περίπου 123.000 $ για ένα μπάνιο 8.000 λίτρων - περισσότερο από το κόστος του εναλλάκτη θερμότητας PTFE.
Ο οικονομικός αντίκτυπος της μειωμένης συχνότητας απόρριψης λουτρών, σε συνδυασμό με το όφελος λειτουργικής σταθερότητας από λιγότερες αλλαγές λουτρών, καθιστά την εξάλειψη της μόλυνσης ένα από τα πιο σημαντικά οικονομικά πλεονεκτήματα της μετατροπής PTFE σε εφαρμογές επιμετάλλωσης ευαίσθητες σε μεταλλικές ακαθαρσίες.
Η μηχανική ανάλυση για τον ποσοτικό προσδιορισμό της παράτασης της διάρκειας ζωής του μπάνιου σε συγκεκριμένες διαδικασίες επιμετάλλωσης είναι διαθέσιμη με την υποβολή της τρέχουσας συχνότητας απόρριψης λουτρών, του όγκου και του χημικού κόστους λουτρών, των ορίων ρύπανσης και τυχόν ιστορικών δεδομένων σχετικά με τη μόλυνση-που προέρχεται από θερμάστρα.
