Лінія хромування замінила свинцевий нагрівач після десяти років служби. Свинцевий нагрівач працював належним чином, але підтримувати його було дедалі важче-поверхня свинцю руйнувалася, нагрівальні елементи були оголені в кількох місцях, а замінний свинцевий вкладиш ставав дорогим і його було важко придбати. Команда технічного обслуговування перейшла на занурювальний нагрівач з PTFE. Він пропрацював шість років і потребував рідшого очищення. Перехід мав на меті не лише термін служби-, а й безпеку, технічне обслуговування та відповідність нормативним вимогам.
Свинець десятиліттями використовувався як матеріал для занурювального нагрівача при хромуванні. Він стійкий до хромової кислоти, досить добре проводить тепло і може бути відлитий або сформований у складні форми. Але свинець має суттєві недоліки: він токсичний, він розмивається в -областях високої швидкості, він забруднює ванну для покриття, і це все більше регулюється. PTFE дозволяє уникнути всіх цих проблем, забезпечуючи порівнянний або кращий термін служби.
Чому свинець використовувався для хромування
Хромова кислота є сильним окислювачем. Більшість металів у ньому швидко кородують. Свинець є одним із небагатьох металів, який стійкий до хромової кислоти, оскільки він утворює захисну плівку хромату свинцю на своїй поверхні. Ця плівка стабільна при концентраціях і температурах, які використовуються в декоративному та твердому хромуванні.
Свинець також має хорошу теплопровідність-приблизно 35 Вт/м·К-, що дозволяє йому працювати з більшою щільністю у Ватах, ніж PTFE. Свинцевий нагрівач може бути компактнішим і дешевшим, ніж нагрівач з PTFE тієї ж потужності.
| Власність | Свинець | PTFE | Перевага |
|---|---|---|---|
| Теплопровідність | 35 W/m·K | 0.25 W/m·K | Свинець |
| Максимальна ватна щільність у хромовій кислоті | 3–5 Вт/см² | 1,0–1,5 Вт/см² | Свинець |
| Стійкість до хромової кислоти | Добре (пасивна плівка) | Чудово | PTFE |
| Токсичність | Високий | Жодного | PTFE |
| Стійкість до ерозії | Бідний | добре | PTFE |
| Забруднення ванни | Іони свинцю | Жодного | PTFE |
| Регуляторний статус | Обмежений | Без обмежень | PTFE |
Порівняння властивостей свинцевих і PTFE занурювальних нагрівачів з хромованим покриттям
Проблема з ерозією свинцю
Свинець - м'який метал. У зонах з високою швидкістю потоку-поблизу випускних труб насоса, розпилювальних труб або руху заготовки-поверхня свинцю руйнується. Ерозія оголює внутрішній нагрівальний елемент, який потім швидко кородує у ванні з хромовою кислотою. Свинцевий нагрівач, який виглядає непошкодженим у низьких-областях потоку, може мати канали глибокої ерозії в{-високо{6}}зонах потоку.
Роз'їдені частинки свинцю забруднюють ванну для покриття. Іони свинцю в хромованій ванні можуть-відкладатися разом із хромом, впливаючи на властивості відкладень. У декоративному хромованому покритті забруднення свинцем може спричинити темні смуги або погану адгезію. У твердому хромуванні це може вплинути на твердість і зносостійкість.
PTFE не руйнується в течій хромової кислоти. Оболонка залишається гладкою та неушкодженою навіть у -зонах високої швидкості. Полімер не є металом, тому не забруднює ванну іонами металу.
Токсичність і відповідність нормативним вимогам
Свинець є токсичним важким металом. Це регулюється в більшості індустріальних країн, і його використання в обладнанні для нанесення покриттів дедалі більше обмежується. Норми Європейського Союзу REACH обмежують свинець у багатьох сферах застосування. OSHA в Сполучених Штатах встановлює суворі межі впливу свинцю на робочому місці.
Свинцевий занурювальний нагрівач у резервуарі з хромованим покриттям представляє кілька ризиків. Поверхня свинцю може торкатися під час технічного обслуговування, піддаючи працівникам вплив свинцю. Свинець може забруднити ванну, заготовки та потік відходів. Утилізація несправного свинцевого нагрівача регулюється як небезпечні відходи.
PTFE не-токсичний і нерегульований. Він не піддає працівників впливу небезпечних матеріалів, не забруднює ванну та може бути утилізований як звичайні промислові відходи. Регуляторний тягар свинцю усувається.
Теплопередача і ватна щільність
Вища теплопровідність свинцю дозволяє йому працювати з більшою щільністю ват, ніж PTFE. Свинцевий нагрівач може забезпечити таку саму потужність у меншій упаковці. У резервуарах з обмеженим простором нагрівача це може бути значною перевагою.
Менша щільність PTFE означає, що для тієї самої потужності потрібна більша площа поверхні. ПТФЕ-нагрівач потужністю 6 кВт із потужністю 1,2 Вт/см² потребує 5000 см² поверхні-, що приблизно в три-чотири рази перевищує площу поверхні свинцевого нагрівача такої ж потужності. У великих хромованих баках зазвичай є додатковий простір. У компактних танках його може і не бути.
| Параметр | Свинцевий нагрівач | PTFE нагрівач | Примітки |
|---|---|---|---|
| Щільність ват | 3–5 Вт/см² | 1,0–1,5 Вт/см² | Свинець більш компактний |
| Площа на 6 кВт | 1200–2000 см² | 4000–6000 см² | PTFE вимагає більше місця |
| Час-розігріву | швидко | Помірний | Лід реагує швидше |
| Контроль температури | добре | добре | Порівнянний |
| Термін служби | 8–12 років | 5–8 років | Свинець служить довше, якщо не руйнується |
| Технічне обслуговування | Часта чистка, ремонт ерозії | Періодичне видалення накипу | PTFE вимагає менше обслуговування |
Порівняння продуктивності свинцевих і PTFE нагрівачів у хромованому покритті
Коли PTFE є кращим вибором
PTFE є кращим вибором для більшості застосувань хромування. Він усуває токсичність свинцю та нормативні проблеми, протистоїть ерозії, не забруднює ванну та потребує менше обслуговування. Його нижча щільність вимагає більшої площі поверхні, але більшість хромованих резервуарів мають достатній простір.
ПТФЕ є особливо корисним у зонах із -високим потоком, де свинець розмивається, у резервуарах, де чистота ванни має вирішальне значення, а також у приміщеннях, на які поширюються норми щодо використання свинцю.
Коли свинець ще можна розглянути
Свинець все ще може бути розглянутий у додатках, де простір нагрівача надзвичайно обмежений і для забезпечення необхідної потужності необхідна більш висока щільність свинцю. Його також можна розглянути, коли початкова вартість є домінуючим фактором і регуляторний тягар є керованим.
Однак тенденція в галузі відходить від лідерства. Регуляторний тиск, проблеми з безпекою та доступність PTFE та інших альтернатив витісняють свинець з хромованого покриття.
Коли жоден матеріал не підходить для застосування
Деякі застосування хромування вимагають щільності ват або температурних можливостей, які не можуть забезпечити ні свинець, ні PTFE. У цих випадках можна розглянути карбід кремнію або титан, хоча обидва мають обмеження щодо використання хромової кислоти. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE з низькою щільністю ват, великою площею поверхні та компактною багатопрохідною конструкцією підходить для застосувань, де обмежений простір і свинець неприйнятний. Процес специфікації вимагає хімічного складу ванни, робочої температури, розмірів бака та необхідної потужності.
