एन प्लेटिंग लाइन्स का पुराना सिरदर्द
इलेक्ट्रोलेस निकल चढ़ाना विसर्जन हीटरों के लिए एक विशिष्ट आक्रामक वातावरण प्रस्तुत करता है। इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाओं के विपरीत, स्नान रसायन स्वयं किसी भी उत्प्रेरक सतह पर स्वचालित रूप से धातु जमा करता है। यह ऑटोकैटलिटिक विशेषता हीट एक्सचेंजर को चढ़ाना प्रतिक्रिया में भागीदार बनाती है, न कि निष्क्रिय दर्शक।
EN जॉब शॉप्स और कैप्टिव लाइन्स में उत्पादन पर्यवेक्षक समान पैटर्न की रिपोर्ट करते हैं। नए स्टेनलेस स्टील हीटर तीन से छह महीने तक पर्याप्त रूप से काम करते हैं। फिर ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता में गिरावट शुरू हो जाती है। स्नान का तापमान नियंत्रण अनियमित हो जाता है। निरीक्षण करने पर, कुंडल की सतह पर एक खुरदरी, धूसर {{4}धात्विक कोटिंग दिखाई देती है जिसे रासायनिक स्ट्रिपिंग पूरी तरह से नहीं हटा सकती है।
यह घटना, जिसे प्लेट-आउट के रूप में जाना जाता है, अंततः हीटर प्रतिस्थापन को बाध्य करती है। खरीद, प्लेट को हटाने, हटाने और बदलने का आवर्ती चक्र इलेक्ट्रोलेस निकल संचालन में सबसे बड़ी एकल रखरखाव लागतों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है।
धातु की सतहों पर प्लेट -आउट तंत्र
इलेक्ट्रोलेस निकल समाधान में निकल सल्फेट, सोडियम हाइपोफॉस्फाइट कम करने वाले एजेंट, कॉम्प्लेक्सिंग एसिड और स्टेबलाइजर्स होते हैं। स्नान अपने क्वथनांक के निकट, 85-92 डिग्री पर संचालित होता है। इन तापमानों पर, हाइपोफॉस्फाइट इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के लिए ऑक्सीकरण करता है, जो निकल आयनों को धात्विक निकल में बदल देता है।
एक स्टेनलेस स्टील हीट एक्सचेंजर सतह, विद्युत प्रवाहकीय और उत्प्रेरक होने के कारण, इस कमी प्रतिक्रिया के लिए एक आदर्श सब्सट्रेट प्रदान करती है। निष्क्रियता उपचार के साथ भी, धातु की सतह में सूक्ष्म सक्रिय साइटें होती हैं। एक बार जब निकल न्यूक्लियेशन शुरू हो जाता है, तो जमा परत आगे के जमाव को उत्प्रेरित करती है। ऑटोकैटलिटिक चक्र तब तक तेज़ हो जाता है जब तक कि पूरी डूबी हुई सतह परतदार न हो जाए।
चढ़ाया हुआ परत जटिल परिचालन संबंधी समस्याएं पैदा करता है। जैसे-जैसे कम -फॉस्फोरस निकल परत की मोटाई बढ़ती है, तापीय चालकता उत्तरोत्तर कम होती जाती है। तापमान नियंत्रक भाप के प्रवाह को बढ़ाकर प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे दीवार का तापमान और बढ़ जाता है, जिससे विनाशकारी फीडबैक लूप में चढ़ाना दर तेज हो जाती है। अंततः, हीटर पूर्ण भाप प्रवाह पर भी स्नान सेटपॉइंट को बनाए नहीं रख सकता है।
तालिका 1: प्लेट -एन स्नान में विभिन्न हीटर सामग्रियों का व्यवहार
| हीटर सामग्री | भूतल उत्प्रेरक गतिविधि | प्लेट-बाहर आरंभ का समय | साफ़-सफ़ाई | सेवा जीवन (एन बाथ) |
|---|---|---|---|---|
| एसएस 316एल | उच्च (प्रवाहकीय) | 2-4 सप्ताह | HNO₃ स्ट्रिप की आवश्यकता है | 3-6 महीने |
| टाइटेनियम | मध्यम | 4-6 सप्ताह | एचएफ जोखिम के साथ एचएनओ₃ पट्टी | 4-8 महीने |
| क्वार्ट्ज | कोई नहीं | कोई प्लेट नहीं-आउट | केवल यांत्रिक सफाई | फ्रैक्चर-सीमित |
| पीटीएफई | कोई नहीं (गैर-प्रवाहकीय) | कोई प्लेट नहीं-आउट | केवल कुल्ला करें | अनिश्चितकालीन |
88 डिग्री पर मध्यम -फॉस्फोरस एन स्नान संचालन में फील्ड सर्विस रिपोर्ट से डेटा।
पीटीएफई ऑटोकैटलिटिक चक्र को क्यों तोड़ता है?
पीटीएफई एक गैर-प्रवाहकीय फ़्लोरोपॉलीमर है जिसकी सतह ऊर्जा किसी भी ठोस पदार्थ की तुलना में सबसे कम है। दो मूलभूत गुण निकल प्लेट को बाहर निकलने से रोकते हैं।
सबसे पहले, सतह विद्युतरोधी है। इलेक्ट्रोलेस निकल जमाव के लिए सब्सट्रेट सतह पर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की आवश्यकता होती है। पीटीएफई, लगभग अनंत सतह प्रतिरोधकता के साथ, रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग नहीं ले सकता है। फ्लोरोपॉलीमर सतह पर निकल आयन कमी के लिए कोई उत्प्रेरक मार्ग मौजूद नहीं है।
दूसरा, बेहद कम सतह ऊर्जा मजबूत आसंजन को रोकती है, भले ही सूक्ष्म निकल कण थोक समाधान में बनते हैं और ट्यूब की सतह पर बह जाते हैं। ऐसे कण, यदि कोई हों, सामान्य स्नान आंदोलन के दौरान चिपकी हुई न्यूक्लियेशन परत बनाने के बजाय धुल जाते हैं।
क्षेत्र का अनुभव प्रयोगशाला की भविष्यवाणियों की पुष्टि करता है। 18 महीने की निरंतर एन स्नान सेवा के बाद प्राप्त पीटीएफई विसर्जन कॉइल्स में कोई मापने योग्य वजन नहीं बढ़ता है और सतह की खुरदरापन में कोई बदलाव नहीं होता है। हीट ट्रांसफर प्रदर्शन स्थापित स्थिति के समान ही रहता है। आवधिक स्ट्रिपिंग का उन्मूलन रखरखाव श्रम और नाइट्रिक एसिड सफाई से जुड़े खतरनाक अपशिष्ट प्रवाह दोनों को समाप्त करता है।
एन स्नान के लिए थर्मल डिजाइन
इलेक्ट्रोलेस निकल स्नान के लिए सुसंगत फॉस्फोरस सामग्री और चढ़ाना दर के लिए ±1 डिग्री के भीतर सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है। पीटीएफई विसर्जन हीटर उचित आकार की गणना के माध्यम से इस आवश्यकता को पूरा करते हैं।
पीटीएफई कॉइल का गर्मी हस्तांतरण गुणांक, हालांकि साफ धातु से कम है, इसके पूरे सेवा जीवन में स्थिर रहता है। इसके विपरीत, एक धातु की कुंडली में एक गुणांक होता है जो प्लेट से बाहर की ओर लगातार क्षीण होता रहता है। पीटीएफई कॉइल ऑपरेशन के पहले दिन से लेकर वर्षों तक लगातार थर्मल आउटपुट प्रदान करता है।
88 डिग्री पर चलने वाले 5,000{6}}लीटर EN स्नान के लिए एक PTFE इमर्शन हीटर, जिसे 4 बार्ग संतृप्त भाप द्वारा गर्म किया जाता है, के लिए आमतौर पर 28{8}}32 वर्ग मीटर गर्मी हस्तांतरण सतह की आवश्यकता होती है। यह 10 मिमी ओडी पतली दीवार ट्यूबिंग का उपयोग करके मल्टी-पास ग्रिड कॉन्फ़िगरेशन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।
जॉब प्लेटिंग सुविधा से फ़ील्ड डेटा
छह 3,800-लीटर टैंकों का संचालन करने वाली एक मिडवेस्ट एन जॉब शॉप ने पीटीएफई में परिवर्तित होने से पहले और बाद में पांच वर्षों में अपने हीटर प्रतिस्थापन इतिहास का दस्तावेजीकरण किया।
स्टेनलेस स्टील कॉइल के साथ, प्रत्येक टैंक को औसतन हर चार महीने में हीटर प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। प्रतिस्थापनों के बीच, ऑपरेटरों ने हर छह सप्ताह में सीटू नाइट्रिक एसिड स्ट्रिपिंग की। प्रत्येक स्ट्रिप घटना से संकेंद्रित अपशिष्ट एसिड उत्पन्न होता है जिसके लिए साइट से बाहर निपटान की आवश्यकता होती है। प्रति टैंक कुल वार्षिक हीटर संबंधित रखरखाव लागत $22,000 तक पहुंच गई, जिसमें श्रम, सामग्री, अपशिष्ट निपटान और उत्पादन डाउनटाइम शामिल है।
दुकान ने परीक्षण के तौर पर दो टैंकों को पीटीएफई इमर्शन हीटर में परिवर्तित किया। 22 महीनों के निरंतर संचालन के बाद, पीटीएफई कॉइल्स ने शून्य प्लेट प्रदर्शित की। हीट ट्रांसफर प्रदर्शन स्थिर रहा। एकमात्र रखरखाव वार्षिक दृश्य निरीक्षण और पानी के फ्लश से कुल्ला करना था। प्रति टैंक वार्षिक हीटर रखरखाव लागत $600 से कम हो गई।
परिचालन संबंधी विचार
पीटीएफई इमर्शन हीटिंग में परिवर्तित करने के लिए कुछ परिचालन विवरणों पर ध्यान देने की आवश्यकता है।
स्टीम कंडेनसेट को कॉइल से स्वतंत्र रूप से निकलना चाहिए। फंसा हुआ कंडेनसेट प्रभावी गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को कम कर देता है और नियंत्रण प्रणाली द्वारा तापमान की कमी का कारण बन सकता है। उचित आकार के स्टीम ट्रैप और पर्याप्त कंडेनसेट रिटर्न पाइपिंग ढलान इस स्थिति को रोकते हैं।
पीटीएफई कॉइल संरचना को स्नान की सफाई या एनोड रखरखाव के दौरान कोमल हैंडलिंग की आवश्यकता होती है। जबकि एन रसायन विज्ञान में सामग्री रासायनिक रूप से अविनाशी है, तेज धातु उपकरण यांत्रिक रूप से टयूबिंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं। फ़्लोरोपॉलीमर हैंडलिंग पर रखरखाव कर्मियों को प्रशिक्षण देने से यह जोखिम समाप्त हो जाता है।
सारांश
इलेक्ट्रोलेस निकल स्नान ऑटोकैटलिटिक प्लेट के माध्यम से धातु विसर्जन हीटर को नष्ट कर देते हैं। प्रवाहकीय, उत्प्रेरक धातु की सतह चढ़ाना प्रतिक्रिया में भाग लेती है। एक बार जब निकेल न्यूक्लियेट हो जाता है, तो प्रगतिशील बिल्डअप हीटर के विफल होने तक थर्मल प्रदर्शन को कम कर देता है।
पीटीएफई विसर्जन हीट एक्सचेंजर्स सामग्री स्तर पर इस चक्र को तोड़ते हैं। गैर-चालकता इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को रोकती है। कम सतह ऊर्जा आसंजन को रोकती है। परिणाम एक ऐसा हीटर है जो एन बाथ में बिना प्लेट आउट, स्ट्रिपिंग या प्रदर्शन में गिरावट के अनिश्चित काल तक चलता है।
क्रोनिक हीटर विफलता के स्थायी समाधान का मूल्यांकन करने वाले एन प्लेटिंग संचालन के लिए, टैंक आयाम, वर्तमान हीटर विनिर्देश, स्नान संचालन तापमान और उपलब्ध भाप दबाव प्रस्तुत करने पर इंजीनियरिंग विश्लेषण प्रदान किया जा सकता है। विश्लेषण शून्य प्लेट रखरखाव के साथ समतुल्य या बेहतर थर्मल प्रदर्शन प्रदान करने वाले पीटीएफई कॉइल कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करता है।
