Metāla apdares cehs pēc sešu mēnešu kalpošanas izvilka PTFE iegremdējamo sildītāju no sārmainās tīrīšanas tvertnes. Apsildāmās sekcijas augšdaļā uz apvalka virsmas bija redzama mainījusies krāsas PTFE josla. Apakšējā daļa bija labā stāvoklī. Uz tvertnes virsmas bija noturīgs putu slānis, un putu burbuļi bija sakrājušies pret sildītāja augšējo daļu, veidojot tvaikiem-bagātu segu, kas izsaldēja saskares ar šķidrumu virsmu.
Putu segums ir stāvoklis, kad stabils putu slānis pārklāj daļu vai visu sildvirsmu. Putas ir gāzes un šķidruma maisījums ar augstu gāzes frakciju. Gāzes frakcijai ir daudz zemāka siltumvadītspēja nekā šķidrumam, tāpēc putas darbojas kā izolācijas sega. Sildītāja virsma zem putām ir karstāka nekā virsma, kas saskaras ar šķidrumu.
Kāpēc putas veidojas un stabilizējas virsmaktīvo vielu vannās
Putas veidojas, kad šķidrumā, kas satur virsmas{0}}aktīvās vielas, rodas gāzes burbuļi. Tīrīšanas vannās virsmaktīvās vielas ir apzinātas piedevas, kas palīdz noņemt eļļas un netīrumus. Virsmaktīvās vielas arī stabilizē putas, padarot tās noturīgas, nevis ātri saplīst.
Putas paceļas uz virsmas un uzkrājas. Tvertnē ar maisīšanu putas tiek nepārtraukti ģenerētas. Putu slānis var kļūt biezs-50 līdz 100 mm un var noturēties stundām ilgi.
Putas pielīp arī virsmām. Sildītāja virsma, it īpaši, ja tā ir karsta, nodrošina kodolu veidošanās vietas burbuļu piestiprināšanai. Burbuļi uzkrājas un saplūst putu slānī uz sildītāja virsmas.
| Virsmaktīvās vielas koncentrācija | Uzbudinājuma ātrums | Putu augstums | Putu noturība | Sildītāja pārklājuma risks |
|---|---|---|---|---|
| <0.5% | Zems | <10 mm | Īss | Zems |
| 0.5–1.0% | Mērens | 10-30 mm | Mērens | Mērens |
| 1.0–2.0% | Augsts | 30-60 mm | Garš | Augsts |
| >2.0% | Augsts | >60 mm | Ļoti garš | Ļoti augsts |
Putu veidošanās un sildītāja pārklājuma risks virsmaktīvo vielu vannās
Kāpēc putu segums izraisa pārkaršanu
Putu slānim uz sildītāja virsmas ir siltumvadītspēja, kas ir 5–20 reizes zemāka nekā šķidrumam. Sildītāja radītais siltums nevar izkļūt caur putām tikpat efektīvi kā caur šķidrumu. Sildītāja virsmas temperatūra paaugstinās.
Sildītājam, kas darbojas ar 1,2 W/cm², 20 mm putu slānis var palielināt virsmas temperatūru par 15–25 grādiem. Augstāka temperatūra paātrina PTFE noārdīšanos, katlakmens nogulsnēšanos un caurlaidību. Putu{6}}klātā vieta kļūst par pirmo sildītāja daļu, kas sabojājas.
Putas samazina arī sildītāja mitrināto laukumu. Ja putas pārklāj augšējos 30% sildītāja, tikai 70% sildītāja virsmas ir saskarē ar šķidrumu. Efektīvās virsmas laukums tiek samazināts, un vatu blīvums mitrinātajā zonā palielinās. Lielāks vatu blīvums vēl vairāk paaugstina virsmas temperatūru.
Kā putu segums atšķiras no izžūšanas{0}}
Izžūšana-notiek, kad šķidruma līmenis nokrītas zem sildītāja augšdaļas un atklātā daļa saskaras ar gaisu. Putu pārklājums rodas, ja šķidruma līmenis ir virs sildītāja, bet putu slānis izspiež šķidrumu un izveido tvaiku -bagātu zonu.
Termiskais efekts ir līdzīgs,{0}}virsma pārkarst. Bet iemesls ir cits. Izžūšana{3}}ir līmeņa kontroles problēma. Putu sega ir putu kontroles problēma.
Putu pārklājuma novēršana
Visefektīvākā profilakse ir putu kontrole. Tas nozīmē, ka jāsamazina virsmaktīvās vielas koncentrācija, jānoņem piesārņotāji, kas stabilizē putas, vai jāpievieno pretputu līdzeklis.
Virsmaktīvās vielas koncentrācijas samazināšana samazina putu veidošanās ātrumu. Virsmaktīvās vielas koncentrācija jāsaglabā minimālajā līmenī, kas nepieciešams efektīvai tīrīšanai.
Eļļas un augsnes piesārņotāju noņemšana samazina putu stabilitāti. Piesārņotāji darbojas kā putu stabilizatori. Regulāra nosmelšana vai filtrēšana tos izņem no vannas.
Pretputošanas līdzekļa pievienošana putas saplīst. Silikona -pretputu līdzekļi ir efektīvi, taču var piesārņot vannu. Pretputu līdzekļi, kas nav -silikona, ir pieejami lietojumiem, kuros silikona piesārņojums rada bažas.
| Profilakses pasākums | Ietekme uz putām | Īstenošana | Ietekme uz procesu |
|---|---|---|---|
| Samaziniet virsmaktīvo vielu | Zemāka putu veidošanās | Vannas ķīmijas kontrole | Var samazināt tīrīšanu |
| Noņemiet piesārņotājus | Zemāka putu stabilitāte | Nosmelšana vai filtrēšana | Nav |
| Pretputu līdzeklis | Salauž putas | Ķīmiskā pievienošana | Iespējamais piesārņojums |
| Mehāniskais putu lauzējs | Noņem putas | Iekārtu uzstādīšana | Nav |
Preventīvie pasākumi putu segumam virsmaktīvo vielu vannās
Ja putu segums norāda uz dizaina problēmu
Sildītājs, kas cieš no putu segas, neskatoties uz putu kontroli, norāda, ka sildītāja pozīcija vai tvertnes dizains veicina putu uzkrāšanos uz virsmas. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar pozīciju, kas izlaiž putas, mazāku vatu blīvumu un optimizētu plūsmas-izkārtojumu, novērš galveno putu pārklājuma cēloni. Specifikācijas procesam ir nepieciešama vannas ķīmija, virsmaktīvās vielas koncentrācija, maisīšanas metode un nepieciešamā jauda. Iekārtām ar putojošām vannām šī lietojuma -specifiskā pieeja samazina putu{5}}pārkaršanu un pagarina sildītāja kalpošanas laiku.
