Лінія фосфатування помітила, що щомісяця її резервуару потрібно довше, щоб досягти заданого значення. Струм нагрівача відповідав паспортній табличці, контролер запитував нагрівання, а поверхня нагрівача над рідиною виглядала чистою. Коли нагрівач витягли для перевірки, нижня третина оболонки була похована під 25-міліметровим шаром ущільненого осаду-залізофосфатного шламу, окалини та залишкового піску, який осів і консолідувався на дні бака.
Покриття осаду є поширеною, але часто не врахованою причиною втрати потужності занурювального нагрівача PTFE. Шар осаду ізолює нижню частину нагрівача, затримуючи тепло і змушуючи нагрівач працювати вище, щоб забезпечити ту саму потужність. Вища температура поверхні прискорює деградацію PTFE та збільшує споживання енергії.
Як накопичується осад на нижній секції нагрівача
Осад осідає під дією сили тяжіння. У резервуарі з низьким потоком біля дна осад накопичується на дні та біля нижньої частини нагрівача. Шар осаду зростає вгору, оскільки осідає більше твердих речовин.
Шар осаду зазвичай щільніший і більш консолідований, ніж накип на поверхні нагрівача. Це суміш твердих частинок, що випали в осад, продуктів корозії та часток, що виносяться. Теплопровідність осаду залежить від його складу та пористості, але, як правило, вона нижча, ніж у оболонки з PTFE.
| Тип осаду | Типове джерело | Теплопровідність | Швидкість осадження | Час покриття |
|---|---|---|---|---|
| Фосфат заліза | Реакція фосфатування | 0.5–1.0 W/m·K | Високий | 2–6 місяців |
| Гідроксид металу | Облицювання ванни перетяг- | 0.2–0.5 W/m·K | Помірний | 4–10 місяців |
| Карбонат кальцію | Жорстка вода | 1.0–2.0 W/m·K | Низький–Помірний | 6–18 місяців |
| Змішаний осад | Кілька джерел | 0.3–0.8 W/m·K | Високий | 2–6 місяців |
Типи відкладень і характеристики їх відкладення
Чому найбільше страждає нижня третина
Нижня третина нагрівача знаходиться найближче до дна ємності, де осідає осад. Це також область з найнижчою швидкістю потоку в більшості резервуарів. Потік найсильніший на поверхні, де виникає хвилювання, і найслабший на дні, де накопичується осад.
Шар осаду в нижній третині створює тепловий бар'єр. Тепло, що виділяється нагрівачем, має пройти через шар осаду, перш ніж досягти основної рідини. Осад додає термічний опір, що підвищує температуру поверхні нагрівача.
Для обігрівача, що працює при потужності 1,2 Вт/см², шар осаду товщиною 25 мм із теплопровідністю 0,5 Вт/м·K додає падіння температури приблизно на 60 градусів. Температура поверхні нагрівача підвищується на цю величину, що може підштовхнути PTFE до діапазону деградації.
Вплив на продуктивність обігрівача
Нижня третина нагрівача,-покрита осадом, менше нагріває ванну. Ефективна площа поверхні нагрівача зменшується. Нагрівач повинен нагріватися, щоб забезпечити таку ж загальну теплову потужність, і споживання енергії зростає.
Осад також змінює схему потоку навколо нагрівача. Шар осаду може блокувати канали потоку в нижній частині нагрівача, зменшуючи загальну циркуляцію та створюючи мертві зони.
Запобігання утворенню осаду
Найефективнішою профілактикою є видалення осаду до його накопичення. Регулярне очищення резервуарів-кожні 3–6 місяців у-ваннах із високим вмістом твердих речовин-запобігає досягненню шару осаду товщини, що впливає на продуктивність нагрівача.
Покращення потоку на дні резервуара зменшує накопичення осаду. Газовідвідна труба або едуктор, спрямований уздовж дна резервуара, утримує осад у зваженому стані та дозволяє видалити його шляхом фільтрації.
Нагрівач, встановлений над дном резервуара-на стійках або кронштейнах-зменшує площу нагрівача, яка піддається впливу шару осаду. Осад накопичується на підлозі, але нагрівач знаходиться над ним.
| Захід профілактики | Вплив на осад | Реалізація | Вартість |
|---|---|---|---|
| Регулярне очищення бака | Видаляє осад | Графік технічного обслуговування | Помірний |
| Нижній розпилювач або едуктор | Зберігає осад у зваженому стані | Монтаж обладнання | Помірний |
| Підвищене кріплення обігрівача | Уникає контакту з осадом | Конструкція кріплення | Низький |
| Шламоуловлювач | Збирає осад | Конструкція танка | Вища |
Заходи запобігання утворенню опадів у занурювальних нагрівачах з PTFE
Коли осадовий покрив вказує на проблему конструкції
Нагрівач, який втрачає потужність через утворення осаду, незважаючи на регулярне очищення, свідчить про те, що конструкція резервуара або монтаж нагрівача не підходять для застосування. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE з підвищеним кріпленням, покращеним нижнім потоком і нижчою щільністю в ватах усуває першопричину покриття опадами. Процес специфікації вимагає хімічного складу ванни, швидкості утворення твердих речовин, розмірів бака та необхідної потужності. Для об’єктів із високим-теплом у технологічних ваннах цей-спеціальний підхід зменшує втрати потужності,-пов’язані з осадом, і продовжує термін служби нагрівача.
