مشکل کف کردن که ضد فوم-است
یک خط آبکاری نیکل در طول هم زدن هوا، کف دائمی را روی سطح حمام ایجاد می کند. فوم از لبه مخزن سرریز می کند، خطر لغزش ایجاد می کند و بخارات خورنده را بالاتر از سطح مایع به دام می اندازد. اپراتورها نرخ افزودن ضد فوم-را افزایش میدهند. کف به طور موقت فروکش می کند، سپس برمی گردد. مصرف ضد{5}}فم سه برابر می شود. حمام نیاز به درمان کربن مکرر برای حذف کف اضافی ضد- دارد که خود به یک آلاینده تبدیل می شود.
علت اصلی ضد کف ناکافی- نیست. این آلودگی یون فلزی از مبدل حرارتی فولاد ضد زنگ است. یون های آهن، نیکل و کروم محلول با عوامل مرطوب کننده در حمام آبکاری کمپلکس تشکیل می دهند. این کمپلکسهای فلزی{4}}تر از عوامل مرطوب کننده به تنهایی تثبیت کننده کف مؤثرتر هستند. مبدل حرارتی که به آرامی خورده می شود، به طور مداوم یون های فلزی را که چرخه کف را هدایت می کنند، تامین می کند.
یک مبدل حرارتی PTFE یون های فلزی صفر را آزاد می کند. کمپلکس های تثبیت کننده کف- تشکیل نمی شوند. تقاضای ضد کف به سطح پایه مورد نیاز برای مدیریت عامل مرطوب کننده معمولی باز می گردد.
مکانیسم تثبیت فوم یون فلزی
فوم مایع ناپایدار است. حباب ها به سطح بالا می روند، لایه مایع بین حباب ها تخلیه می شود و حباب ها به هم می پیوندند و می ترکند. عوامل ضد{2}}فم، مراحل زهکشی و ادغام را تسریع میکنند و کف را بیثبات میکنند.
یون های فلزی حل شده با این فروپاشی کف طبیعی تداخل دارند. یون های فلزی-به ویژه آهن (III) و کروم (III)-چند ظرفیتی هستند. آنها می توانند مولکول های سورفکتانت جذب شده در سطح حباب را به هم متصل کنند. یک یون فریک که به دو مولکول سورفکتانت متصل می شود، پلی ایجاد می کند که لایه حباب را تقویت می کند. فیلم پل شده در برابر زهکشی مقاومت می کند. حباب پابرجاست
اثر از نظر شیمیایی کاتالیزوری است. یون فلزی در واکنش مصرف نمی شود. یک یون فریک می تواند بارها و بارها لایه های حباب پی در پی را تثبیت کند. غلظت تنها 10-20 ppm آهن محلول می تواند به طور قابل اندازه گیری پایداری کف را در حمام حاوی 100-200 ppm ماده مرطوب کننده افزایش دهد.
خوردگی مداوم یک سیم پیچ فولادی ضد زنگ، یون های فلزی تازه را با سرعتی تامین می کند که بر توانایی عامل ضد فوم برای بی ثبات کردن فوم غلبه می کند. ضد فوم باید در غلظت های بالاتر و بالاتر اضافه شود و در نهایت به یک آلاینده تبدیل شود.
جدول 1: تاثیر تثبیت فوم توسط مواد مبدل حرارتی (حمام نیکل وات هوا، 55 درجه)
| پارامتر | کویل فولادی ضد زنگ | کویل تیتانیوم | مبدل حرارتی PTFE |
|---|---|---|---|
| سرعت آزادسازی یون فلزی محلول (میلی گرم در روز) | 50-150 (آهن، کروم، نیکل) | 5-20 (Ti) | 0 |
| ارتفاع فوم بالای سطح مایع (سانتی متر) | 15-30 | 8-15 | 3-5 |
| مصرف ضد فوم نسبت به سطح پایه | 3-5× | 1.5-2× | 1.0× (خط پایه) |
| فرکانس تصفیه کربن برای حذف{0}ضد کف | ماهانه | دو ماهنامه | در صورت نیاز (برنامه عادی) |
| مسائل مربوط به خانه داری{0}}مرتبط با فوم | رویدادهای سرریز مکرر | گاه به گاه | نادر |
| پایداری عامل مرطوب کننده حمام | توسط کمپلکس فلزی تخریب می شود | تخریب جزئی | پایدار |
شیمی پیچیده آهن-تر
عوامل مرطوب کننده در حمام های آبکاری نیکل معمولاً سورفکتانت های آنیونی-سدیم لوریل سولفات، سدیم آلکیل اتر سولفات ها یا مولکول های مشابه هستند. آنها حامل بار منفی در pH حمام هستند که به آنها اجازه می دهد در سطح کاتد جذب شوند و کشش سطحی را کاهش دهند تا از اتصال حباب گاز هیدروژن جلوگیری شود.
آهن فریک در محلول بار +3 دارد. به شدت به گروه های سرفکتانت با بار منفی متصل می شود. یک یون فریک می تواند دو یا سه مولکول سورفکتانت را به هم متصل کند. کمپلکس به دست آمده دارای وزن مولکولی بالاتر، فعالیت سطحی بالاتر و ظرفیت تثبیت کف{4} بیشتر نسبت به مولکول های سورفکتانت مجزا است.
این مجموعه همچنین سورفکتانت را از عملکرد مورد نظر خود حذف می کند. مولکول های سورفکتانت متصل به آهن برای خیس کردن سطح کاتد در دسترس نیستند. غلظت عامل مرطوب کننده موثر حتی با افزایش کف کاهش می یابد. اپراتورها ممکن است با افزودن ماده مرطوب کننده بیشتر پاسخ دهند، که مولکول های بیشتری را برای آهن به کمپلکس ارائه می دهد و مشکل کف را در یک چرخه خودتقویت{3}} بدتر می کند.
PTFE: شکستن چرخه فوم در منبع
یک مبدل حرارتی PTFE هیچ یون فلزی آزاد نمی کند زیرا حاوی فلز نیست. فلوئوروپلیمر کربن و فلوئور خالص است. هیچ خوردگی، انحلال، و هیچ منبع کف-تثبیت کننده یون های فلزی وجود ندارد.
حذف این منبع یون فلزی پیوسته، پویایی کف طبیعی حمام را بازیابی می کند. عامل مرطوب کننده عملکرد مورد نظر خود را در سطح کاتد بدون جدا شدن توسط فلزات محلول انجام می دهد. عامل ضد فوم سطوح کف معمولی را بدون افزایش دوز مورد نیاز برای آلودگی فلزی کنترل می کند. عملیات کربن برای حذف ضد{4}}فم به یک برنامه نگهداری عادی باز می گردد.
شیمی حمام تثبیت می شود. مواد خیس کننده و مواد ضد کف{1} بر اساس سرعت آمپر{2}ساعت به جای واکنش به رخدادهای فوم قابل پیش بینی هستند. صرفه جویی در هزینه ناشی از کاهش مصرف مواد شیمیایی، کاهش تصفیه کربن و کاهش نیروی کار خانه داری به محاسبه بازپرداخت PTFE کمک می کند.
خلاصه
مبدل های حرارتی PTFE با حذف منبع کف-تثبیت کننده یون های فلزی، از مشکلات کف حمام جلوگیری می کنند. کویل های فلزی خورده یون های آهن و کروم را آزاد می کنند که مولکول های سورفکتانت را به هم متصل می کنند، لایه های حباب را تقویت می کنند و در مقابل عملکرد ضد کف مقاومت می کنند. چرخه تشدید افزایش ضد فوم و درمان افزایش کربن با حذف منبع یون فلزی شکسته می شود.
سطح PTFE بدون خوردگی، شیمی حمام، مصرف مواد شیمیایی قابل پیش بینی، و سطوح کف قابل کنترل را حفظ می کند. کاهش هزینه های ضد کف و عامل مرطوب کننده، همراه با کاهش فرکانس تصفیه کربن، به طور معناداری به صرفه جویی در عملیات تبدیل PTFE کمک می کند.
تجزیه و تحلیل مهندسی برای مشخصات مبدل حرارتی PTFE در حمامهای کفدار-در صورت ارائه شیمی حمام، نرخهای مصرف ضد کف و مرطوب کننده فعلی، حوادث مربوط به فوم-و فرکانس تصفیه کربن در دسترس است.
