Безелектрично никловање је аутокаталитичко-када се купатило загреје, таложење почиње спонтано на зидовима резервоара и било којој уроњеној опреми. Измењивач топлоте у овом сервису мора не само да издржи врућу, благо киселу хемију, већ и да се одупре нагомилавању залуталих наслага никла.Флуорополимер размењивач топлоте без електронике никларешења, посебно она направљена од ПТФЕ, постала су стандард за одржавање температуре у купатилу уз минимизирање прљања и контаминације.
Окружење без електронике
Безелектричне купке од никла (ЕН) обично раде на повишеним температурама85–95 степени(185–203 степена Ф). Састав купатила укључује:
Никл сулфат или никл хлорид као извор никла
Натријум хипофосфит као редукционо средство
Комплексирајућа средства (нпр. лимунска киселина, јабучна киселина) за стабилизацију раствора
Пуфери и стабилизатори (нпр. једињења олова или сумпора) за спречавање спонтаног распадања
Аутокаталитичка реакција таложи уједначену легуру никла и фосфора на било коју каталитички активну површину, укључујући металне зидове резервоара, грејне калемове и заштитне поклопце. Ово својство чини ЕН платинг веома корисним за премазивање сложених облика, али представља озбиљан изазов за процесну опрему.
Проблем са металним измењивачима топлоте
Када се метални измењивач топлоте (нпр. од нерђајућег челика, титанијума или графита) урони у купатило никла без електронике, површина врућег метала катализује таложење никла. У року од неколико сати, слој легуре никла и фосфора се накупља на измењивачу. Ова залутала плоча узрокује неколико оперативних проблема:
Смањен пренос топлоте: Таложени слој никла делује као изолатор, снижавајући коефицијент преноса топлоте. Купатило постаје теже одржавати на 85–95 степени, што захтева више температуре медијума за грејање или дуже циклусе грејања.
Љуштење и контаминација: Како се наслага згушњава, може се ољуштити у каду. Честице никла се тада могу таложити на деловима који се облажу, узрокујући храпавост, рупе или чворове који одбијају готов производ.
Тешко чишћење: Метални измењивачи се морају уклонити и хемијски уклонити никл помоћу вруће азотне киселине. Ово је дуготрајно и, ако се ради више пута, може да кородира основни метал.
Каталитичке сметње: Залутали талог никла на измењивачу наставља да катализује реакцију, убрзавајући даље накупљање у циклусу самопојачавања.
Зашто су ПТФЕ флуорополимерни измењивачи идеални
ПТФЕ (политетрафлуороетилен) измењивачи топлоте су у потпуности направљени од флуорополимера, без изложених металних површина. Медијум за грејање или хлађење (пара, топла вода или охлађена вода) тече кроз ПТФЕ цеви, или је електрични грејни елемент у потпуности инкапсулиран у ПТФЕ омотачу.
Не-површина која се не лепи минимизира залуталу оплату
Нелепљива природа ПТФЕ-а пружа критичну предност. Безелектрични никл се не везује за ПТФЕ. Иако се део никла још увек може таложити у почетку (због каталитичке активације површине флуорополимера редукционим агенсима каде), адхезија је изузетно слаба. Сваки талог који се формира је танак, прашкаст и лако се уклања. У пракси, ПТФЕ измењивач топлоте може да ради недељама или месецима између чишћења, док би метални измењивач захтевао скидање сваких неколико дана.
Хемијска инертност према соли хипофосфита и никла
ПТФЕ је хемијски инертан за све компоненте купке од никла без електронике, укључујући:
Натријум хипофосфит (редукциони агенс)
Никл сулфат или хлорид
Комплексни агенси (органске киселине)
Пуфери (амонијак, натријум ацетат)
За разлику од нерђајућег челика (који може да претрпи пукотине или пуцање од корозије под напоном у ЕН купкама које садрже хлорид) или титанијума (који је нападнут флуоридима ако су присутни), ПТФЕ остаје непромењен годинама. Радна температура од 85–95 степени је у границама континуиране употребе ПТФЕ-а од 260 степени, мада се мора водити рачуна да се избегне локализовано прегревање (погледајте техничку напомену испод).
Лако чишћење и одржавање
Када се залутали никл на крају накупи на ПТФЕ измењивачу, чишћење је једноставно. Уобичајена процедура је:
Испразните ЕН купатило (или изолујте измењивач).
Исперите измењивач водом.
Напуните резервоар са а30-50% раствор азотне киселинена собној температури или благо загрејано (али испод 50 степени да би се избегло димање).
Дозволите киселини да раствори наслаге никла и фосфора. ПТФЕ је отпоран на азотну киселину у свим концентрацијама.
Темељно исперите и вратите измењивач у рад.
Процес не оштећује ПТФЕ површину. У ствари, уклањање киселине може се понављати неограничено без смањења века измењивача. Насупрот томе, метални размењивачи трпе постепени напад азотне киселине током уклањања.
Техничка разматрања за ПТФЕ измењиваче топлоте у ЕН купкама
Иако је ПТФЕ веома погодан, правилан дизајн и контрола су од суштинског значаја да би се избегло прекорачење ограничења материјала.
Контрола густине и температуре у ватима
ПТФЕ има релативно ниску топлотну проводљивост (приближно 0,25 В/м·К у поређењу са 15 В/м·К за нерђајући челик). Да би се постигао адекватан пренос топлоте, ПТФЕ измењивачи су пројектовани са великим површинама (нпр. више цеви или намотаја). Температура медијума за грејање се мора пажљиво контролисати како би се спречило локализовано прегревање ПТФЕ површине. За грејање паром препоручује се пара ниског притиска (испод 110 степени). За електричне грејаче са ПТФЕ омотачем, густину у ватима треба држати испод5 В/цм²(приближно 30 В/ин²) да бисте избегли разградњу флуорополимера.
Ако површинска температура ПТФЕ пређе приближно 260 степени, почиње разлагање, ослобађајући флуороводоник. Ово се избегава коришћењем регулатора температуре са сигурносним искључивањем високе границе и осигуравањем да ниво купатила никада не падне испод измењивача.
Компатибилност са стабилизаторима за купање
Неке купке од никла без електронике садрже стабилизаторе као што су оловни ацетат, тиосулфат или тиоуреа. Ови адитиви не утичу на ПТФЕ. Међутим, ако је стабилизатор метални јон (нпр. олово), исто својство ПТФЕ-а против лепљења спречава лепљење наслага на бази олова, што је додатна предност.
Савет за одржавање: Периодично кисело чишћење ПТФЕ измењивача
Да би се одржао оптималан пренос топлоте и спречио љуштење никла на деловима, препоручује се редован распоред чишћења:
Прегледајте недељноза видљиво накупљање никла на ПТФЕ цевима или намотајима.
Очистите када дебљина наслага достигне приближно 0,5 ммили када загревање купатила постане приметно спорије.
Користите раствор азотне киселине(30–50% запремине) на температури околине. Кружите или потопите 1-4 сата док се сав никл-фосфор не раствори (раствор постане зелен).
Темељно исперите дејонизованом водомпре враћања измењивача у ЕН купатило.
Никада не користите абразивне алате(жичане четке, стругачи) на ПТФЕ; они ће изгребати површину, стварајући места за јачу адхезију никла у будућности.
За јако запрљане измењиваче може се користити чишћење у два корака са разблаженом хлороводоничном киселином (за уклањање никла) праћеном азотном киселином (за пасивизацију), али је обично довољна сама азотна киселина.
Поређење: ПТФЕ наспрам других материјала измењивача топлоте за ЕН купатила
| Материјал | Отпорност на корозију | Страи Платинг Адхесион | Могућност чишћења | Типичан радни век |
|---|---|---|---|---|
| Нерђајући челик (316Л) | Умерено (удубљење у хлоридима) | Високо (тањири брзо) | Тешко (механичка или кисела трака, оштећује површину) | Месеци (са честим скидањем) |
| Титанијум | Добар (али нападнут флуоридима) | Високо (тањири лако) | Тешко | 6–12 месеци |
| Графит | Добро (али може да апсорбује компоненте купатила) | Умерено | тешко (ломљиво) | 1–2 године |
| ПТФЕ (флуорополимер) | Одлично | Веома ниско (нелепљиво) | Лако (натапање азотном киселином) | 5–10 година |
Закључак
ПТФЕ флуорополимерни размењивачи топлоте подржавају купке са никлованим без електронике тако што пружају и хемијску отпорност и предности против обраштања. Нелепљива површина минимизира залуталу адхезију никла, спречавајући накупљање које мучи металне измењиваче и изазива љуштење запрљања. ПТФЕ је инертан према хипофосфиту, соли никла, агенсима за стварање комплекса и стабилизаторима, чак и на типичној радној температури од 85-95 степени. Редовно чишћење азотном киселином је једноставно и не оштећује флуорополимер. У операцијама без електронике, својства површине материјала су важна колико и отпорност на корозију. Добро дизајниранфлуорополимерни измењивач топлоте без електронике никларешење обезбеђује стабилну температуру купатила, висок квалитет делова и дуг животни век опреме.
