केवल सात महीने की सेवा के बाद एक कठोर क्रोम प्लेटिंग लाइन ने PTFE इमर्शन हीटर को खींच लिया। म्यान का निचला भाग अच्छी स्थिति में था। विफलता वाष्प रेखा पर केंद्रित थी, वह सीमा जहां हीटर तरल से स्नान के ऊपर वाष्प स्थान में गुजरता है। PTFE ने उस रेखा के साथ फफोले और मलिनकिरण का एक बैंड दिखाया, और इन्सुलेशन प्रतिरोध 18 MΩ तक गिर गया था। हीटर पूरी तरह से सामान्य परिचालन स्तर पर डूबा हुआ था, लेकिन चढ़ाना चक्र के दौरान स्तर गिर गया, और गर्म खंड का शीर्ष गीली और सूखी स्थितियों के बीच सैकड़ों बार चक्रित हुआ।
क्रोम प्लेटिंग सेवा में पीटीएफई विसर्जन हीटर पर वाष्प लाइन सबसे कमजोर स्थान है। क्रोमिक एसिड वाष्प, ऊंचा तापमान, और बार-बार गीली - सूखी साइक्लिंग का संयोजन एक गिरावट वाला वातावरण बनाता है जो अकेले तरल या वाष्प चरण की तुलना में अधिक आक्रामक होता है।
वाष्प रेखा द्रव क्षेत्र से भिन्न क्यों है?
तरल रेखा के नीचे, हीटर को क्रोमिक एसिड स्नान द्वारा ठंडा किया जाता है। म्यान का तापमान थोक द्रव के 15-20 डिग्री के भीतर रहता है, और पीटीएफई अपनी सुरक्षित संचालन सीमा के भीतर रहता है। तरल किसी भी जमाव को भी दूर ले जाता है, और आवरण की सतह पर एसिड सांद्रता थोक सांद्रता के करीब रहती है।
तरल रेखा के ऊपर, हीटर वाष्प के संपर्क में आता है। वाष्प में ऊष्मा स्थानांतरण तरल में ऊष्मा स्थानांतरण की तुलना में लगभग बीस गुना कम कुशल होता है। आवरण का तापमान तेजी से बढ़ता है, अक्सर 50-100 डिग्री तक। PTFE नरम हो जाता है, फैलता है, और अधिक पारगम्य हो जाता है। क्रोमिक एसिड वाष्प म्यान के ठंडे हिस्सों पर संघनित होता है, जिससे एक केंद्रित एसिड फिल्म बनती है जो बहुलक पर हमला करती है।
वाष्प रेखा पर ही, प्रत्येक स्तर परिवर्तन के साथ आवरण गीले और सूखे के बीच चक्रित होता है। प्रत्येक चक्र के साथ तापमान दसियों डिग्री तक बदलता रहता है। गीले और सूखे वर्गों के बीच अंतर विस्तार पीटीएफई पर कतरनी तनाव डालता है, और केंद्रित एसिड फिल्म पारगम्यता को तेज करती है।
| जोन | ऊष्मा स्थानांतरण माध्यम | शीथ ΔT 1.2 W/cm² पर | पीटीएफई सतह तापमान | ह्रास दर |
|---|---|---|---|---|
| गहरा तरल | क्रोमिक एसिड स्नान | 15-20 डिग्री | 75-80 डिग्री | आधारभूत |
| तरल रेखा के पास | मिश्रित तरल/वाष्प | 25-40 डिग्री | 85-100 डिग्री | 2–3× |
| वाष्प रेखा | क्रोमिक एसिड वाष्प | 50-100 डिग्री | 110-150 डिग्री | 5–10× |
| शुष्क वाष्प स्थान | वायु और वाष्प | 80-150 डिग्री | 140-200 डिग्री | 10–20× |
गर्म क्रोम प्लेटिंग टैंक में क्षेत्र के अनुसार शीथ तापमान और गिरावट की दर
क्रोम प्लेटिंग वाष्प विशेष रूप से आक्रामक क्यों हैं?
क्रोमिक एसिड स्नान से क्रोमियम ट्राइऑक्साइड और पानी युक्त वाष्प निकलते हैं। वाष्प ठंडी सतहों पर संघनित होकर एक सांद्र क्रोमिक एसिड फिल्म बनाते हैं। फिल्म बल्क बाथ की तुलना में अधिक आक्रामक है क्योंकि यह अधिक केंद्रित है और क्योंकि यह गर्म पीटीएफई सतह के सीधे संपर्क में है।
सांद्रित फिल्म में हेक्सावलेंट क्रोमियम, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट भी होता है। वाष्प रेखा के ऊंचे सतह तापमान पर, क्रोमियम ऑक्सीकरण के माध्यम से पीटीएफई पर हमला करता है। हमले से सतह पर दरारें पड़ जाती हैं और पॉलिमर की पारगम्यता बढ़ जाती है। नमी और एसिड दरारों में प्रवेश करते हैं, आंतरिक इन्सुलेशन तक पहुंचते हैं और इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम करते हैं।
स्तर में उतार-चढ़ाव इसे बदतर क्यों बनाता है?
क्रोम प्लेटिंग टैंक में, तरल स्तर में कई कारणों से उतार-चढ़ाव होता है। टैंक में प्रवेश करने और छोड़ने वाले वर्कपीस तरल को विस्थापित करते हैं, स्तर को बढ़ाते और घटाते हैं। वाष्पीकरण और ड्रैगआउट समय के साथ स्तर को कम कर देते हैं। चढ़ाना चक्र में ऐसे समय शामिल हो सकते हैं जब स्तर जानबूझकर कम किया जाता है।
यदि गर्म खंड का शीर्ष सामान्य तरल स्तर के करीब है, तो वाष्प रेखा प्रत्येक उतार-चढ़ाव के साथ हीटर के ऊपर और नीचे चलती है। वह भाग जो गीले और सूखे के बीच चक्र करता है, दोनों वातावरणों में से सबसे खराब, सांद्रित वाष्प फिल्म और बार-बार गीला होने और सूखने के थर्मल झटके के संपर्क में आता है।
डिज़ाइन और परिचालन उपाय जो वाष्प रेखा की सुरक्षा करते हैं
सबसे प्रभावी सुरक्षा पूरे गर्म खंड को वाष्प रेखा से काफी नीचे रखना है। गर्म अनुभाग का शीर्ष सामान्य ऑपरेशन के दौरान टैंक तक पहुंचने वाले न्यूनतम तरल स्तर से कम से कम 100 मिमी नीचे होना चाहिए। क्रोम प्लेटिंग में, जहां स्तर में उतार-चढ़ाव आम है, 150 मिमी अधिक सुरक्षित है।
निम्न स्तर का इंटरलॉक जो सुरक्षित सीमा से नीचे स्तर गिरने पर हीटर की बिजली काट देता है, वाष्प रेखा को गर्म खंड पर जाने से रोकता है। इंटरलॉक मुख्य स्तर के नियंत्रक से स्वतंत्र होना चाहिए।
वाट घनत्व कम करने से वाष्प स्थान में शीथ तापमान कम हो जाता है। 0.8 W/cm² पर चलने वाले हीटर की सतह का तापमान 1.2 W/cm² के तापमान से 15-20 डिग्री कम होता है, जो वाष्प रेखा पर ऑक्सीकरण और पारगमन को धीमा कर देता है।
| सुरक्षा उपाय | वाष्प रेखा क्षरण पर प्रभाव | कार्यान्वयन |
|---|---|---|
| 100-150 मिमी विसर्जन मार्जिन | गर्म भाग को जलमग्न रखता है | हीटर का आकार |
| निम्न स्तर का इंटरलॉक | निम्न स्तर पर बिजली कटौती करता है | लेवल सेंसर और रिले |
| कम वाट घनत्व, 0.8 W/cm² | 15-20 डिग्री निचला सतह तापमान | हीटर डिजाइन |
| स्तर में उतार-चढ़ाव कम होना | कम गीले-सूखे चक्र | प्रक्रिया नियंत्रण |
क्रोम प्लेटिंग टैंकों में वाष्प लाइन के लिए सुरक्षा उपाय
जब वाष्प रेखा का फफोला होना एक विशिष्टता समस्या का संकेत देता है
एक हीटर जो उचित विसर्जन मार्जिन के बावजूद वाष्प रेखा पर फफोला करता है, यह दर्शाता है कि हीटर टैंक में बहुत ऊपर स्थित है या स्तर नियंत्रण अपर्याप्त है। छोटे गर्म अनुभाग, निचली माउंटिंग स्थिति और निम्न स्तर के इंटरलॉक के साथ एक कस्टम PTFE इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन वाष्प लाइन क्षरण के मूल कारण को संबोधित करता है। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए टैंक आयाम, सामान्य और न्यूनतम तरल स्तर, स्तर में उतार-चढ़ाव का आयाम और आवश्यक वाट क्षमता की आवश्यकता होती है। क्रोम प्लेटिंग लाइनों वाली सुविधाओं के लिए, यह एप्लिकेशन - विशिष्ट दृष्टिकोण वाष्प लाइन ब्लिस्टरिंग को कम करता है और हीटर सेवा जीवन को बढ़ाता है।
