Metāla apdares cehs pēc piecu mēnešu ekspluatācijas izvilka PTFE iegremdējamo sildītāju no sārmainās tīrīšanas tvertnes. Apvalka virsma bija pārklāta ar cietu, stiklveida plēvi, kas izturēja noņemšanu ar atšķaidītu skābi. Tehniskās apkopes komandai nācās izmantot kaltu, lai nojauktu plēvi, kas vairākās vietās izgrieza PTFE. Filma nebija parasta kalcija karbonāta skala. Tas bija silikāta stikls, kas bija sakausējis uz sildītāja virsmas.
Silikāta stikla plēves ir vienas no izturīgākajām nogulsnēm, kas atrodamas PTFE iegremdējamajos sildītājos. Tie veidojas sārmainās tīrīšanas vannās, kas satur nātrija silikātu, kas ir izplatīta piedeva, ko izmanto buferēšanai, korozijas kavēšanai un augsnes suspensijai. Silikāts polimerizējas uz karstām virsmām, veidojot stiklam līdzīgu slāni, kas ķīmiski saistās ar PTFE.
Kāpēc uz karstām virsmām veidojas silikāta plēves
Nātrija silikāts ir nātrija oksīda un silīcija dioksīda maisījums. Šķīdumā tas pastāv kā silikāta joni. Kad šķīdums saskaras ar karstu virsmu, silikāts polimerizē -silikāta jonus, veidojot garas ķēdes un tīklus. Polimerizāciju veicina temperatūra un ūdens iztvaikošana pie karstās virsmas.
Polimerizētais silikāts veido plēvi, kas ir cieta, ķīmiski izturīga un cieši saistīta ar virsmu. Plēve aug, jo vairāk silikātu nogulsnējas. Laika gaitā tas kļūst biezāks un vairāk stikla{2}}. Atšķirībā no karbonāta skalas, kas pielīp ar mehānisku bloķēšanu, silikāta plēves ķīmiski saistās ar PTFE virsmu.
| Silikāta koncentrācija | Vannas temperatūra | Apvalka virsmas temperatūra | Filmas veidošanās ātrums | Laiks līdz 1 mm plēvei |
|---|---|---|---|---|
| 1–2% | 60 grādi | 75 grādi | Zems | 6-12 mēneši |
| 2–4% | 70 grādi | 85 grādi | Mērens | 3-6 mēneši |
| 4–6% | 75 grādi | 95 grādi | Augsts | 6-12 nedēļas |
| >6% | 80 grādi | 105 grādi + | Ļoti augsts | 3-6 nedēļas |
Silikāta plēves veidošanās ātrums kā koncentrācijas un apvalka temperatūras funkcija
Kāpēc silikāta plēves ir vairāk kaitīgas nekā karbonāta plēves?
Karbonāta skala ir salīdzinoši mīksta un poraina. Tas saķeras ar mehānisku bloķēšanu un vājiem van der Vālsa spēkiem. Atšķaidīta skābe to izšķīdina, un zem tā esošā PTFE virsma parasti ir neskarta.
Silikāta plēves ir dažādas. Tie ir cieti, blīvi un ķīmiski saistīti ar PTFE. Silikātu tīkls veido kovalentās saites ar polimēra virsmu. Plēve nešķīst skābē. Tam nepieciešama sārma tīrīšana vai mehāniska noņemšana.
Mehāniskā noņemšana-skrāpēšana, kalšana vai abrazīvā strūkla-bojā PTFE un rada kodolu veidošanās vietas turpmākai plēves veidošanai. Bojātās vietas ir jutīgākas pret silikātu savienošanu nekā sākotnējā gludā virsma.
Apvalka virsmas temperatūras nozīme
Silikāta polimerizācijas ātrums palielinās līdz ar temperatūru. Katrs pieaugums par 10 grādiem aptuveni divkāršo ātrumu. Sildītājs, kas darbojas 95 grādu virsmas temperatūrā, veido silikāta plēvi divreiz ātrāk nekā silikāta plēve 85 grādu temperatūrā.
Virsmas temperatūra ir atkarīga no vatu blīvuma un plūsmas apstākļiem. Sildītājam, kas darbojas ar jaudu 1,4 W/cm² mēreni maisītā vannā, virsmas temperatūra var būt par 15–20 grādiem virs tilpuma. Sildītājam ar jaudu 0,9 W/cm² virsmas temperatūra var būt tikai par 10–12 grādiem virs tilpuma. Zemāks vatu blīvums samazina virsmas temperatūru un palēnina plēves veidošanos.
Silikāta plēves veidošanās novēršana
Visefektīvākā profilakse ir apvalka virsmas temperatūras samazināšana. Zemāks vatu blīvums saglabā virsmu vēsāku un palēnina polimerizācijas ātrumu. Sildītājam, kas darbojas ar jaudu 0,9 W/cm², var būt nepieciešams divreiz ilgāks laiks, lai izveidotu 1 mm plēvi nekā 1,4 W/cm².
Pulēta virsma samazina silikāta plēves adhēzijas izturību. Gluda virsma nodrošina mazāk kodolu veidošanās vietu un mazāku mehānisku bloķēšanu. Pulētas virsmas pagarina tīrīšanas intervālu par 30–50%, salīdzinot ar standarta virsmām.
Regulāra tīrīšana noņem plēvi, pirms tā kļūst bieza un izturīga. Plānu plēvi ir vieglāk noņemt nekā biezu. Tīrīšanas intervālam jābūt balstītam uz pārbaudes rezultātiem, nevis uz noteiktu kalendāru.
| Profilakses pasākums | Ietekme uz filmas veidošanos | Īstenošana |
|---|---|---|
| Mazāks vatu blīvums, 0,9 W/cm² | Lēnāka polimerizācija | Sildītāja dizains |
| Pulēta virsma | Samazināta adhēzija | Sildītāja apdare |
| Regulāra tīrīšana | Novērš biezu plēvi | Apkopes grafiks |
| Samazināta silikātu koncentrācija | Zemāks nogulsnēšanās ātrums | Vannas ķīmijas kontrole |
Profilakses pasākumi silikāta plēves veidošanās gadījumā sārmainos tīrīšanas līdzekļos
Silikāta plēvju tīrīšana, nesabojājot sildītāju
Silikāta plēves nešķīst skābē. Tiem nepieciešama sārma tīrīšana vai mehāniska noņemšana.
Sārmains tīrīšanas šķīdums{0}}parasti 5–10% nātrija hidroksīds 50–60 grādu -var mīkstināt silikāta plēvi un ļaut to notīrīt ar suku. Tīrīšanas šķīdums jācirkulē vai jāsakrata, lai saglabātu kontaktu ar plēvi. Pēc tīrīšanas sildītājs ir jāpārbauda, lai pārliecinātos, ka plēve ir noņemta.
Mehāniskajai noņemšanai vajadzētu būt pēdējam līdzeklim. Ja nepieciešama mehāniska noņemšana, izmantojiet plastmasas skrāpi vai mīkstu suku. Neizmantojiet stiepļu sukas, metāla skrāpjus vai abrazīvus paliktņus, kas sabojās PTFE.
Kad silikāta plēve norāda uz specifikācijas problēmu
Sildītājs, kas, neraugoties uz regulāru tīrīšanu, veido biezas silikāta plēves, norāda, ka sildītājs darbojas ar vatu blīvumu, kas ir pārāk augsts vannas ķīmijai. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar mazāku vatu blīvumu, pulētu virsmu un lielāku virsmas laukumu novērš silikātu nogulsnēšanās galveno cēloni. Specifikācijas procesam ir nepieciešama vannas ķīmija, silikātu koncentrācija, darba temperatūra un vajadzīgā jauda. Iekārtām ar silikātu-saturošiem sārmainiem tīrīšanas līdzekļiem šī lietojuma-pieeja samazina plēves veidošanos un pagarina sildītāja kalpošanas laiku.
