Kaip veikia PTFE šildytuvai nerūdijančio plieno elektrinio poliravimo voniose?

Nerūdijantis plienas yra išlygintas iki akinančio, korozijai{0}}atsparaus blizgesio elektropoliravimo būdu, kuris apima panardinimą į karštą, klampią rūgšties vonią. PTFE yra viena iš nedaugelio kaitinimo medžiagų, galinčių tolygiai šildyti šį intensyvų fosforo ir sieros rūgščių mišinį be užteršimo. PTFE šildytuvo ir elektropoliravimo vonios derinys tapo standartiniu paviršių apdailos variantu, kai dėl cheminio inertiškumo ir švarumo negalima -sutarti.

Vonios aplinka elektropoliravimui
Nerūdijančio plieno elektropoliravimas dažniausiai atliekamas kaitinant 40–70 procentų fosforo rūgšties (H3PO4) ir 10–30 procentų sieros rūgšties (H2SO4) derinį, pridedant nedidelių priedų, tokių kaip chromo rūgštis arba organinės paviršiaus aktyviosios medžiagos. Vonia veikia nuo 60 iki 80 laipsnių -pakankamai karšta, kad sumažintų klampumą ir padidintų joninį laidumą, bet gerokai žemiau rūgščių virimo temperatūros.

Esant tokiai temperatūrai, vonia yra tiršta ir sirupo pavidalo, jos klampumas kelis kartus didesnis nei vandens. Toks didelis klampumas sukelia unikalių šildymo problemų. Šilumos perdavimo greitis iš panardinamojo šildytuvo į rūgštinį tirpalą yra mažesnis nei į vandenines dengimo vonias, o ant šildytuvo paviršių paprastai susidaro stagnacijos zonos, nebent naudojamas aktyvus maišymas.

Kodėl PTFE yra geresnis nei šildymas metaliniu apvalkalu
Elektropoliravimo vonios gali greitai sunaikinti arba užteršti tradicinius panardinamus šildytuvus su metaliniais plieno, titano ar lydinio apvalkalais. Fosforo ir sieros rūgštys atakuoja daugumą metalų 60-80 laipsnių temperatūroje. Titanas tam tikromis aplinkybėmis atlaikys gryną sieros rūgštį, tačiau jį užpuls koncentruoti fosforo rūgšties mišiniai. Dar svarbiau, kad bet kokia metalo korozija į vonią išskiria jonus. Geležies, nikelio, chromo arba titano jonai. Jie yra įstrigę elektropoliruotame sluoksnyje ir sukelia paviršiaus defektus, blankius dėmelius ar duobes.

PTFE (politetrafluoretileno) panardinami šildytuvai išsprendžia abu šiuos klausimus. Medžiaga yra visiškai atspari fosforo ir sieros rūgštims visame darbinių temperatūrų diapazone. Nėra cheminės reakcijos ir metalo jonų išplovimo. Be to, nepridegantis PTFE paviršius neleidžia klampiai sirupo rūgščiai prilipti arba iškepti ant šildytuvo apvalkalo. Ši savaiminio-valymo funkcija leidžia stabilizuoti šilumos perdavimo efektyvumą per kelis mėnesius ir nuolat veikiant.

Praktiškai PTFE šildytuvo elektropoliravimo vonios įrenginys veikia tūkstančius valandų be pastebimo apvalkalo medžiagos skilimo. Vienintelis pastebėtas nusidėvėjimas praktiškoje instaliacijoje yra nedidelis dilimas dėl naudojimo arba kietų dalelių, pakibusių intensyviai naudojamuose kubiluose.

Šiluminio efektyvumo aspektai
Maksimali nepertraukiamo PTFE veikimo temperatūra yra apie 110 laipsnių, daug daugiau nei 80 laipsnių viršutinė elektropoliravimo vonių riba. Taigi šildytuvas neturi šiluminės įtampos. Tačiau dėl didelio vonios klampumo reikia atidžiai apsvarstyti vatų tankį ir skysčio judėjimą.

Rekomenduojamas PTFE šildytuvų vatų tankis elektropoliravimo voniose yra mažesnis arba lygus 1,2 W/cm2. Dažnai naudojamas konservatyvesnis 1,0 W/cm2. Tai yra mažesnė už 1,5 W/cm2, leidžiamą gerai-maišytiems vandeniniams tirpalams. Yra dvi priežastys:

Klampių skysčių konvekciniai šilumos perdavimo koeficientai yra mažesni, dėl to šiluma iš apvalkalo pašalinama lėčiau.

Dėl to gali suskaidyti rūgštis arba vietiškai užvirti vanduo, dėl kurio ant apvalkalo gali susidaryti burbuliukai, kurie dar labiau pablogina šilumos perdavimą.

Maišymas reikalingas norint pasiekti vienodą vonios temperatūrą ir išvengti karštų dėmių. Dažnas yra mechaninis maišymas, dugne dedami maišikliai arba recirkuliaciniai siurbliai. Dažnai vengiama išpūsti orą, nes į jį patenka deguonies ir drėgmės, kurios gali pakeisti elektrolitų chemiją.