Apšuvuma veikalā tika izvilkts 4 kW PTFE iegremdējamais sildītājs, lai veiktu ikdienas atkaļķošanu. Astoņu ekspluatācijas mēnešu laikā apvalkā bija uzkrājies 1,5 mm kalcija karbonāta un metāla hidroksīda nogulsnes. Sildītājs tika iztīrīts ar atšķaidītu sālsskābi, izskalots un atgriezts tvertnē. Divu nedēļu laikā uzsilšanas{5}}laiks bija ievērojami ilgāks nekā pirms atkaļķošanas. Sildītājs ņēma normālu strāvu. Apvalks izskatījās tīrs. Tomēr izlaide bija samazinājusies.
Atkaļķošana atjauno siltuma pārnesi, noņemot izolācijas nogulsnes slāni. Vairumā gadījumu atkaļķots sildītājs darbojas kā jauns. Taču dažos gadījumos atkaļķošana atklāj vai izraisa citu problēmu,{2}}kas samazina izvadi, lai gan apvalks šķiet tīrs.
Depozīts maskēja degradētu virsmu
Katlakmens nogulsnes galvenokārt veidojas uz karstākajām virsmām. Apvalka apgabali, kas darbojās vissiltāk, uzkrāja biezāko mērogu. Kad katlakmens tiek noņemts, tiek atklāts pamatā esošais PTFE-, un šo virsmu, iespējams, ir degradējusi paaugstinātā temperatūra, kas izraisīja nogulsnēšanos.
Degradācija var izpausties kā virsmas oksidēšana, mikroplaisāšana vai polimēra gludās apdares zudums. Rupjinātā virsma palielina termiskā robežslāņa biezumu, samazinot siltuma pārnesi pat bez nosēduma slāņa. Sildītājs nav zaudējis jaudu, bet ir zaudējis spēju efektīvi nodot šo jaudu šķidrumam.
| Pirms-atkaļķošanas stāvoklis | Post{0}}Atkaļķošanas atrašana | Ietekme uz siltuma pārnesi | Darbība |
|---|---|---|---|
| Gaismas mērogs, 0,5 mm | Gluda virsma | Atjaunots uz gandrīz{0}}jaunu | Nav |
| Mērens mērogs, 1,0 mm | Neliela krāsas maiņa | Neliels samazinājums | Monitors |
| Smagas skalas, 1,5 mm | Izbalējis krāsu, raupjš | Mērens samazinājums | Plānot nomaiņu |
| Ļoti smaga skala, 2,0 mm+ | Saplaisājis vai tulznas | Būtisks samazinājums | Nomainiet sildītāju |
Pēc-atkaļķošanas virsmas stāvoklis un tā ietekme uz siltuma pārnesi
Pats atkaļķošanas process var sabojāt virsmu
Ne visas atkaļķošanas metodes ir saudzīgas pret PTFE. Skābe, ko izmanto katlakmens šķīdināšanai, var arī uzbrukt polimēram, ja koncentrācija vai temperatūra ir pārāk augsta. Sālsskābe 10% un 40 grādu temperatūrā parasti ir droša PTFE. Sālsskābe 20% un 60 grādu temperatūrā var izraisīt virsmas degradāciju ilgstošas iedarbības laikā.
Mehāniskā atkaļķošana-skrāpēšana, birstīšana vai abrazīvie spilventiņi-ātri noņem kaļķakmeni, taču var nobrāzt PTFE. Izgriezta virsma rada kodolu veidošanās vietas turpmākai nogulsnēšanai un palielina robežslāņa biezumu. Sildītājs var būt tīrs, bet vairs nav gluds.
Augsta-spiediena ūdens strūkla ir efektīva biezām zvīņām, taču var sabojāt PTFE, ja sprausla tiek turēta pārāk tuvu vai spiediens ir pārāk augsts. Ieteicamais spiediena ierobežojums ir 50–70 bāri un sprauslu attālums vismaz 150 mm.
Mēroga noguldījumi var būt neatgriezeniski mainījuši virsmu
Pat ja atkaļķošanas process nesabojā PTFE, pašas skalas var būt izmainījušas virsmas ķīmisko sastāvu. Kalcija un silikāta nogulsnes var ķīmiski savienoties ar PTFE, atstājot plānas atliekas, kuras skābes tīrīšana nenoņem. Šis atlikums nav redzams, bet ietekmē mitrināšanu un siltuma pārnesi.
Virsma, kas sākotnēji bija hidrofoba{0}}ūdeni atgrūdoša-, var kļūt hidrofila pēc ilgstošas iedarbības uz skalām. Hidrofilā virsma veicina plānas ūdens plēves veidošanos, kas palielina termisko pretestību. Efekts ir mazs, bet laika gaitā izmērāms.
Sildītājs, iespējams, darbojās virs drošās temperatūras
Visbiežākais izejas zuduma iemesls pēc atkaļķošanas ir tas, ka pirms atkaļķošanas sildītājs darbojās virs drošās apvalka temperatūras. Zvīņu slānis izolēja apvalku, paaugstinot tā temperatūru. Paaugstinātā temperatūra pasliktināja PTFE, samazinot tā siltumvadītspēju un palielinot termisko pretestību starp elementu un šķidrumu.
Degradācija var nebūt redzama. Apvalks var izskatīties neskarts. Taču polimēra struktūra ir mainījusies, un tā spēja vadīt siltumu ir samazinājusies. Sildītājs vairs nedarbojas atbilstoši tā sākotnējām specifikācijām.
| Ekspluatācijas stāvoklis | Apvalka temperatūra pirms atkaļķošanas | Apvalka temperatūra pēc atkaļķošanas | PTFE stāvoklis | Izejas zudums |
|---|---|---|---|---|
| Normāls, viegls mērogs | 95 grādi | 90 grādi | Neskarts | Nav |
| Paaugstināta, mērena skala | 110 grādi | 95 grādi | Neliela degradācija | 3–5% |
| Augsta, smaga skala | 125 grādi | 100 grādi | Mērena degradācija | 8–12% |
| Pārmērīga, ļoti smaga skala | 140 grādi + | 105 grādi + | Spēcīga degradācija | 15–25% |
Apvalka temperatūra un izvades zudumi pēc atkaļķošanas pārklājuma tvertnēs
Kā noteikt, vai izlaides zudumi ir pastāvīgi
Vienkāršs tests var noteikt, vai izejas zudumi ir radušies pastāvīgas apvalka degradācijas vai īslaicīga stāvokļa dēļ. Izmēriet uzsilšanas laiku-uzreiz pēc atkaļķošanas un salīdziniet to ar uzsilšanas-laiku ar jaunu tāda paša jaudas sildītāju tajā pašā tvertnē.
Ja uzsilšanas-laiks ir 10% robežās no jaunā -sildītāja bāzes līnijas, sildītājs darbojas pieņemami. Ja tas ir par 15–25% garāks, PTFE ir degradējies un sildītājs tuvojas sava kalpošanas laika beigām. Ja tas ir vairāk nekā 25% garāks, sildītājs ir jānomaina.
Apvalka temperatūras mērījums sniedz papildu informāciju. Ja apvalka temperatūra pie normālas slodzes pēc atkaļķošanas ir vairāk nekā par 20 grādiem augstāka par tilpuma šķidruma temperatūru, ir palielinājusies termiskā pretestība un sildītājs vairs nedarbojas efektīvi.
Izvades zuduma novēršana pēc atkaļķošanas
Visefektīvākā profilakse ir atkaļķošana, pirms katlakmens slānis kļūst pietiekami biezs, lai paaugstinātu apvalka temperatūru noārdīšanās diapazonā. Regulārs atkaļķošanas grafiks, kas balstīts uz pārbaužu rezultātiem-nevis fiksēts kalendārs-, notur katlakmens slāni plānu un apvalka temperatūru drošās robežās.
Izmantojot saudzīgāko efektīvo atkaļķošanas metodi, tiek samazināts virsmas bojājumu risks. Priekšroka tiek dota atšķaidītai skābes cirkulācijai mērenā temperatūrā, nevis mehāniskai skrāpēšanai vai augsta spiediena strūklai.
Vatu blīvuma samazināšana samazina apvalka temperatūru un palēnina gan katlakmens veidošanos, gan apvalka degradāciju. Sildītājam, kas darbojas ar jaudu 0,9 W/cm², apvalka temperatūra ir par 10–15 grādiem zemāka nekā temperatūrai 1,4 W/cm², kas pagarina intervālu starp tīrīšanām un samazina temperatūras izraisīto degradāciju, kas liek veikt atkaļķošanu.
Kad izejas zudums norāda uz specifikācijas problēmu
Atkārtots jaudas zudums pēc atkaļķošanas tajā pašā tvertnē norāda, ka sildītājs darbojas pārāk tuvu termiskajam ierobežojumam. Augsts vatu blīvums, augsta vannas temperatūra vai slikta plūsma — tas viss veicina paaugstinātu apvalka temperatūru un paātrinātu noārdīšanos. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar mazāku vatu blīvumu, uzlabotu piekļuvi plūsmai un lielāku virsmas laukumu samazina apvalka degradācijas ātrumu un pagarina intervālu starp nepieciešamajām tīrīšanām. Specifikācijas procesam ir nepieciešama vannas ķīmija, darba temperatūra, katlakmens sastāvs un iepriekšējo sildītāju atkaļķošanas vēsture.
