چرا بخاری غوطه ور PTFE رنگ های ناهموار اکسید را پس از شش ماه در اسید کرومیک نشان می دهد؟

یک خط آبکاری کروم سخت، یک بخاری غوطه وری PTFE را از مخزن آندایز کننده کرومیک اسید پس از شش ماه خدمت بیرون کشید. سطح بخاری الگویی از رنگ‌های ناهموار نشان می‌داد-برخی از نواحی به رنگ قهوه‌ای روشن، برخی دیگر قهوه‌ای تیره، و چند نقطه دارای رنگ سبز کم رنگ بودند. بخاری هنوز کار می کرد، اما الگوی تغییر رنگ نشان می داد که دمای سطح در سراسر غلاف ناهموار بوده است. مناطقی که تیره ترین رنگ را داشتند داغ ترین بودند.

رنگ‌های اکسید ناهموار در بخاری غوطه‌وری PTFE رکورد قابل مشاهده توزیع دما هستند. اسید کرومیک یک عامل اکسید کننده قوی است. هنگامی که سطح PTFE در دمای بالا در معرض اسید کرومیک قرار می گیرد، پلیمر به آرامی اکسید می شود. سرعت اکسیداسیون به دمای سطح بستگی دارد. مناطق گرمتر سریعتر اکسید می شوند و رنگ تیره تری پیدا می کنند. الگوی رنگی نشان می دهد که بخاری در کجا گرم بوده و کجا خنک کار کرده است.

چگونه اسید کرومیک غلاف PTFE را اکسید می کند

اسید کرومیک از طریق اکسیداسیون به PTFE حمله می کند. حمله در دماهای متوسط ​​آهسته است اما با افزایش دمای سطح شتاب می گیرد. اکسیداسیون کربونیل فلوراید و سایر گونه های اکسید شده ایجاد می کند که زنجیره پلیمر را مختل می کند. نتیجه تغییر در خواص نوری پلیمر است-سطح تیره می‌شود و ممکن است رنگ قهوه‌ای یا سبز ایجاد شود.

اکسیداسیون یکنواخت نیست. از توزیع دما روی سطح غلاف پیروی می کند. نواحی با دمای سطح بالاتر سریعتر اکسید می شوند و رنگ تیره تری پیدا می کنند. مناطقی که دمای سطح پایین تری دارند کندتر اکسید می شوند و رنگ اصلی را حفظ می کنند.

سرعت اکسیداسیون و توسعه رنگ به عنوان تابعی از دمای سطح در اسید کرومیک

آنچه الگوی رنگ در مورد عملکرد بخاری نشان می دهد

الگوی رنگ یک نقشه حرارتی از سطح غلاف است. مناطق تاریک نشان دهنده نقاط داغ است. مناطق روشن مناطق سردتر را نشان می دهد. این الگو می تواند چندین مشکل عملیاتی را آشکار کند.

یک نوار تیره در امتداد قسمت پایینی غلاف نشان می دهد که بخش پایینی گرمتر از قسمت بالایی است. این امر زمانی رایج است که بخاری تا حدی مقیاس شده باشد یا زمانی که جریان در قسمت پایینی محدود است.

یک نقطه تاریک در نزدیکی بلوک ترمینال یک نقطه داغ در اتصال ترمینال را نشان می دهد. این ممکن است به دلیل اتصال شل یا مقاومت تماس بالا باشد.

یک نوار تیره در امتداد خط مایع نشان می دهد که بخاری بین شرایط مرطوب و خشک در حال چرخش است. بخش در معرض بیش از حد گرم می شود و سریعتر از بخش غوطه ور اکسید می شود.

الگوهای رنگ و مفاهیم عملیاتی آنها

چرا اکسیداسیون ناهموار حتی زمانی که بخاری کار می کند مهم است؟

بخاری با رنگ‌های اکسید ناهموار ممکن است همچنان کار کند، اما اکسیداسیون ضخامت PTFE و خواص مانع آن را کاهش داده است. نواحی اکسید شده نسبت به پلیمر اصلی نفوذپذیری بیشتری دارند. رطوبت و مواد شیمیایی می توانند با سهولت بیشتری نفوذ کنند و مقاومت عایق را در طول زمان کاهش دهند.

مناطق اکسید شده نیز بیشتر در معرض آسیب مکانیکی هستند. PTFE اکسید شده شکننده است و ممکن است تحت چرخه حرارتی ترک بخورد. ترک ها مسیرهایی را برای حمله شیمیایی فراهم می کنند و می توانند منجر به شکست زودرس شوند.

جلوگیری از اکسیداسیون ناهموار

موثرترین پیشگیری، حفظ دمای سطح یکنواخت در سراسر بخاری است. این نیاز به جریان یکنواخت، چگالی وات یکنواخت و غوطه وری یکنواخت دارد.

بهبود توزیع جریان، نقاط داغ را کاهش می دهد. یک ادکتور یا بافل که جریان را در کل سطح بخاری هدایت می کند، از ایجاد مناطق راکد جلوگیری می کند و دمای سطح را یکنواخت نگه می دارد.

کاهش چگالی وات دمای سطح کلی را کاهش می دهد و سرعت اکسیداسیون را کاهش می دهد. بخاری که با 0.9 W/cm² کار می کند ممکن است به نصف سرعت 1.4 W/cm² اکسید شود.

حفظ سطح مایع پایدار از حرکت خط مایع در سراسر بخاری جلوگیری می کند. یک -سطح پایین اینترلاک یا سیستم پر کردن خودکار بخاری را همیشه در زیر آب نگه می‌دارد.

اقدامات پیشگیری از اکسیداسیون ناهموار در سرویس اسید کرومیک

هنگامی که اکسیداسیون ناهموار نشان دهنده یک مشکل طراحی است

بخاری که با وجود جریان خوب و سطح پایدار، اکسیداسیون ناهموار شدیدی را ایجاد می کند، نشان می دهد که طراحی بخاری برای کاربرد مناسب نیست. پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با چگالی وات کمتر، دسترسی جریان بهتر و سطح بزرگ‌تر علت اصلی توزیع ناهموار دما را برطرف می‌کند. فرآیند مشخصات به شیمی حمام، دمای عملیاتی، شرایط جریان، ابعاد مخزن و وات مورد نیاز نیاز دارد. برای تاسیسات دارای خطوط آندایزینگ اسید کرومیک، این رویکرد خاص{3}}کاربرد، اکسیداسیون ناهموار را کاهش می‌دهد و عمر مفید بخاری را افزایش می‌دهد.