Высокое содержание растворенных твердых веществ создает осмотическое давление для перемещения ионов в матрицу из ПТФЭ.
В ваннах для обработки поверхности металлов и гальванических ванн накапливается большое количество растворенных неорганических солей в течение длительного периода эксплуатации, что приводит к чрезвычайно высокому TDS (общему содержанию растворенных твердых веществ). Между концентрированной жидкостью ванны и внутренними микрозазорами погружного нагревателя из ПТФЭ образуется большая разница осмотического давления. Под действием градиента давления массивные растворенные ионы непрерывно проникают в приповерхностную структуру фторполимера и расширяют межмолекулярные пустоты. Нагреватели, работающие в регулярно разбавленной жидкости с низким-TDS, сохраняют компактность и неповрежденность внешних слоев, в то время как среда с постоянным высоким-TDS формирует стабильные пути проникновения ионов. Комбинированное осмотическое проникновение и химическая коррозия вызывают широко распространенную пористость матрицы и постепенное ухудшение изоляционных характеристик погружного нагревателя из ПТФЭ.
Лабораторные сравнительные испытания показывают, что погружной нагреватель из ПТФЭ с периодическим контролем TDS сохраняет стабильный срок службы 18–24 месяца. Нагреватели, ежедневно погружаемые в концентрированную жидкость с высоким-TDS, подвергаются сильному осмотическому расширению пор в течение 10 месяцев. В этой статье анализируются механизмы осмотического термического-химического разложения композитов с высоким-TDS, иллюстрируются-компромиссы-между отложенным обновлением ванны и анти-осмотической защитой, а также приводятся градуированные стандарты соответствия анти-высокому-TDS.
Основной инженерный компромисс-между увеличенным циклом обслуживания ванны и контролем деградации осмотической матрицы
Откладывание замены ванны сокращает расходы на закупку химикатов и очистку сточных вод, однако рост TDS создает сильную осмотическую силу, которая выталкивает коррозионные ионы в матрицу погружного нагревателя из ПТФЭ. Внедрение регулярного частичного обновления перелива существенно ограничивает накопление TDS, но увеличивает расход материала и сброс отработанной жидкости. Стандартный погружной нагреватель из ПТФЭ с однородной-стенкой не имеет плотного осмотического-барьерного армирования поперечными-связями. Длительное-осмотическое вторжение быстро превращает разбросанные микро-пустоты во взаимосвязанные полные-поверхностные подповерхностные поровые сети.
Таблица риска осмотической деградации высокого-TDS и погружного нагревателя из ПТФЭ
| Ежедневное максимальное-часы воздействия TDS | Уровень концентрации TDS в ванне | Скорость накопления осмотической деградации | Срок службы | Рекомендуемая структура |
|---|---|---|---|---|
| Меньше или равно 3 часам, еженедельное частичное обновление жидкости | Низкий TDS Менее или равно 80 000 ppm | Медленные слабые изолированные подповерхностные микро-пустоты | 17–23 месяца | Стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ |
| 3–7 часов, только нечастое пополнение ванны | Средний TDS 80 000–150 000 ppm | Умеренная взаимосвязь осмотических поровых каналов | 11–15 месяцев | Погружной нагреватель из ПТФЭ с поперечными-осмотическими-экранирующими экранами и средней толщиной-стенок |
| >7-часовой-неразбавленный высококонцентрированная жидкость длительного действия | High TDS >150 000 частей на миллион | Быстрая пористая-матрица по всей поверхности и равномерное утончение стенок | 4–9 месяцев | Бесшовный погружной погружной нагреватель из ПТФЭ, изготовленный методом литья под давлением, с высоким поперечным-толстым-стенным противо-осмотическим-интезированием |
Двойное осмотическое вторжение и механизм термической деградации
Концентрированная жидкость с высоким-TDS окружает погружной нагреватель из ПТФЭ и создает значительное осмотическое давление относительно внутренних микро-зазоров внутри фторполимера. Непрерывный нагрев увеличивает подвижность ионов, ускоряя проникновение ионов соли в пустоты матрицы с образованием плотных подповерхностных пор. При циклическом нагреве и охлаждении проникшие ионы многократно расширяют существующие дефектные каналы. Концентрированная соль,-содержащая среду, проникает глубоко в зазоры между внешней разрушенной оболочкой из ПТФЭ и внутренним теплоизоляционным наполнителем. Скопленные остатки проводящей соли внутри изоляции образуют постоянные каналы утечки, которые цикл за циклом постепенно снижают общее сопротивление изоляции. Пористая матрица, повреждённая осмосом-, обеспечивает более быстрое проникновение ионов в последующей эксплуатации, постоянно ускоряя разрыхление матрицы и образуя само-ухудшающийся цикл старения. Повреждения распределяются равномерно по всем полностью погруженным поверхностям погружного нагревателя из ПТФЭ.
Производственные опасности
Обширная сеть осмотических пор снижает сопротивление изоляции погружного нагревателя из ПТФЭ и вызывает частые отключения защиты от утечек, прерывая непрерывное производство гальванических и конверсионных покрытий. Пористые разрушенные слои препятствуют равномерной передаче тепла и создают широко распространенные постоянные горячие точки, что приводит к нестабильной толщине пленки заготовки и более высокому проценту брака. Постепенное равномерное утончение стенок в конечном итоге приводит к образованию случайных отверстий для проникновения, что приводит к многоточечному короткому замыканию-и полному отказу погружного нагревателя из ПТФЭ. Мелкие хрупкие фрагменты ПТФЭ выпадают из пористых поверхностей и загрязняют технологическую жидкость высокой-концентрации, вызывая помутнение и появление дефектов на прецизионных металлических подложках.
Соответствующие решения по смягчению последствий
На производственных линиях с низким-TDS и регулярным частичным обновлением перелива можно использовать стандартный формованный погружной нагреватель из ПТФЭ; настроить датчики онлайн-мониторинга TDS для оповещений о превышении-предела. Мастерские со средним риском накопления TDS выбирают погружной нагреватель из ПТФЭ со средней поперечной-осмотической-экранировкой и средней толщиной-стенок с компактной-молекулярной структурой с герметичной молекулярной структурой для замедления проникновения ионов. Линии массового производства, работающие с концентрированными ваннами с -высоким-TDS, должны быть оснащены бесшовными-толстыми-стенными анти-осмотическими-погружными формованными тефлоновыми нагревателями из ПТФЭ, изготовленными методом литьевого формования, чтобы противостоять постоянной инфильтрации ионов под давлением-. Правила вспомогательной эксплуатации: внедрить СОП по периодическому частичному переливу ванны; ежедневно контролировать значение TDS перед запуском партии; слейте старую концентрированную жидкость, как только TDS превысит безопасный порог.
Заключение
Пористая-поверхностная матрица и равномерное утончение стенок погружного нагревателя из ПТФЭ в условиях длительных-концентрированных ванн с высоким-TDS возникают в результате связанного устойчивого осмотического-давления-вторжения ионов и теплового расширения подповерхностных пустот, а не стабильного старения компактной матрицы под контролируемой жидкостью с низким-TDS. Обычный погружной нагреватель из не-сшитого тонкого-ПТФЭ не имеет осмотического-барьерного армирования поперечных-связей, чтобы выдерживать постоянное давление,-вызванное проникновением ионов. Стандартизированные протоколы периодического обновления ванны и протоколы мониторинга TDS в сочетании с -стойким к осмосу поперечным-толстостенным-погружным нагревателем из ПТФЭ, основанным на концентрации TDS и продолжительности ежедневного воздействия, могут эффективно сдерживать распространение поровых каналов и продлить срок службы систем резервуаров для обработки поверхности с высоким-солеобразованием, оснащенных погружным нагревателем из ПТФЭ.
