Цех обробки металу витягнув занурювальний нагрівач PTFE з бака для лужного очищення після шести місяців експлуатації. Поверхня оболонки показала смугу знебарвленого PTFE з пухирцями вздовж верхньої частини нагрітої секції. Нижня частина була в хорошому стані. На поверхні бака був стійкий шар піни, а бульбашки піни накопичувалися у верхній частині нагрівача, утворюючи -збагачену парою оболонку, яка перешкоджала контакту рідини з поверхнею.
Пінна ковдра – це умова, коли стійкий шар піни покриває частину або всю поверхню нагріву. Піна являє собою суміш газу і рідини з високою часткою газу. Газова фракція має набагато нижчу теплопровідність, ніж рідина, тому піна діє як ізоляційна ковдра. Поверхня нагрівача під піною нагрівається сильніше, ніж поверхня, що контактує з рідиною.
Чому піна утворюється та стабілізується в поверхнево-активних ваннах
Піна утворюється, коли в рідині, яка містить поверхнево-активні речовини, утворюються бульбашки газу. У миючих ваннах поверхнево-активні речовини є навмисними добавками, які допомагають видалити масла та забруднення. Поверхнево-активні речовини також стабілізують піну, роблячи її стійкою, а не швидко ламатися.
Піна піднімається на поверхню і накопичується. У баку з перемішуванням безперервно утворюється піна. Шар піни може стати товщиною-від 50 до 100 мм і може зберігатися годинами.
Піна також прилипає до поверхонь. Поверхня нагрівача, особливо якщо вона гаряча, забезпечує місця зародження для прикріплення бульбашок. Бульбашки накопичуються і зливаються в шар піни на поверхні нагрівача.
| Концентрація ПАР | Швидкість хвилювання | Висота піни | Стійкість піни | Ризик закриття обігрівача |
|---|---|---|---|---|
| <0.5% | Низький | <10 mm | Короткий | Низький |
| 0.5–1.0% | Помірний | 10–30 мм | Помірний | Помірний |
| 1.0–2.0% | Високий | 30–60 мм | довгий | Високий |
| >2.0% | Високий | >60 мм | Дуже довго | Дуже високий |
Ризик утворення піни та покриття нагрівача у ваннах із поверхнево-активними речовинами
Чому пінопластова ковдра спричиняє перегрів
Шар піни на поверхні нагрівача має теплопровідність в 5-20 разів нижчу, ніж у рідини. Тепло, що виділяється нагрівачем, не може виходити через піну так само ефективно, як через рідину. Температура поверхні нагрівача підвищується.
Для обігрівача, що працює на 1,2 Вт/см², шар піни товщиною 20 мм може підвищити температуру поверхні на 15–25 градусів. Вища температура прискорює деградацію PTFE, відкладення накипу та проникнення. Першою частиною обігрівача, яка вийде з ладу, стає-покрита піною ділянка.
Піна також зменшує зволожену площу утеплювача. Якщо піна покриває верхні 30% нагрівача, лише 70% поверхні нагрівача контактує з рідиною. Ефективна площа поверхні зменшується, а щільність ват на зволоженій ділянці збільшується. Вища щільність ват ще більше підвищує температуру поверхні.
Чим ковдра з пінопласту відрізняється від Dry{0}}Out
Висихання-відбувається, коли рівень рідини падає нижче верхньої частини нагрівача, а відкрита частина контактує з повітрям. Покривання піни відбувається, коли рівень рідини знаходиться над нагрівачем, але шар піни витісняє рідину та створює -зону, збагачену парами.
Термічний ефект подібний-поверхня перегрівається. Але причина в іншому. Висихання-є проблемою контролю рівня. Поролонові ковдри є проблемою контролю піноутворення.
Запобігання пінопласту
Найефективнішою профілактикою є боротьба з піною. Це означає зменшення концентрації поверхнево-активної речовини, видалення забруднень, які стабілізують піну, або додавання протипінного агента.
Зменшення концентрації поверхнево-активної речовини зменшує швидкість утворення піни. Концентрацію поверхнево-активної речовини слід підтримувати на мінімальному рівні, необхідному для ефективного очищення.
Видалення масляних і ґрунтових забруднень знижує стійкість піни. Забруднювачі діють як стабілізатори піни. Регулярне знежирення або фільтрація видаляє їх із ванни.
Додавання піногасника руйнує піну. Піногасники на силіконовій- основі ефективні, але можуть забруднити ванну. Не-силіконові піногасники доступні для застосувань, де забруднення силіконом викликає занепокоєння.
| Захід профілактики | Вплив на піну | Реалізація | Вплив на процес |
|---|---|---|---|
| Зменшити ПАР | Зменшення піноутворення | Хімічний контроль ванни | Може зменшити очищення |
| Видалити забруднення | Знижена стійкість піни | Знежирення або фільтрація | жодного |
| Піногасник | Розбиває піну | Хімічна добавка | Потенційне забруднення |
| Механічний піноруйнівник | Знімає піну | Монтаж обладнання | жодного |
Профілактичні заходи для укладання піни у ваннах із ПАР
Коли пінопластова ковдра вказує на проблему дизайну
Нагрівач, який зазнає пінного покриття, незважаючи на контроль піни, вказує на те, що положення нагрівача або конструкція бака сприяють накопиченню піни на поверхні. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з ПТФЕ з положенням, у якому скидається піна, меншою щільністю в ватах і-оптимізованою структурою потоку усуває першопричину пінного покриття. Процес специфікації вимагає хімічного складу ванни, концентрації поверхнево-активної речовини, методу перемішування та необхідної потужності. У приміщеннях із пінними ваннами цей-спеціальний підхід зменшує-пов’язане з піною перегрівання та продовжує термін служби нагрівача.
