האם מחמם PFA עם משטח חיצוני בהתזת חול (Ra 2.0 מיקרומטר) יכול להפחית את תדירות הניקוי בשירות זיהומים פולימרים בהשוואה למשטח חלק?
השאר הודעה
משקעים נצמדים בחוזקה למשטח המחמם בשירותי עיבוי פולימרים (כגון חימום המסת פולימר, תחליב לטקס או תמיסות אורגניות דביקות), מפחיתים את העברת החום ומחייבים ניקוי תכוף. בהשוואה למשטח חלק (Ra<0.2 µm), a PFA heater with a sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) can cut cleaning frequency by 40–60%. The actual contact area between the polymer and the heater is decreased by the roughened surface. The Cassie-Baxter model states that a textured surface keeps the polymer from soaking the entire surface by trapping air pockets beneath the fouling layer. Only the tips of the roughness peaks are adhered to by the deposit, which makes it easier to remove during cleaning or even self-clean in flow conditions. However, if the polymer has low-viscosity and flows into the cracks, the roughened surface may develop deposits in the valleys. The sandblasted surface is much superior for high-viscosity polymer melts (>10,000 cP); משטח חלק יכול להיות פשוט יותר לניקוי עבור מונומרים-בצמיגות נמוכה (<500 cP).
מנגנוני עכירות חלקים לעומת גסים של PFA
מגע אינטימי בין הפולימר לכל האזור הנראה לעין מתאפשר על ידי משטח PFA חלק (Ra<0.2 µm). Strong adhesion is produced by van der Waals forces. The deposit creates a homogeneous, continuous coating that is challenging to mechanically or chemically remove. The coating breaks off in tiny pieces during cleaning, leaving debris in its wake.
יש פסגות ועמקים זעירים שגובהם 2-4 מיקרומטר על משטח התזת חול (Ra 2.0 מיקרון). רק הפסגות נמצאות במגע עם הפולימר. רק 10-30% מהשטח הנראה נמצא למעשה במגע. יש ירידה מקבילה בכוח ההידבקות. במקום להיווצר כסרט רציף, משקעים מתרחשים כאיים נפרדים על הפסגות. תנועת נוזלים או ניגוב קל יכולים להתנתק בקלות מהאיים הללו. העמקים משמשים גם כחומר משחרר על ידי לכידת נוזלים או אוויר.
הפחתת תדירות הניקוי עבור סוגי פולימרים שונים
סוג צמיגות הפולימר בטמפרטורת עבודה (cP) מנגנון הלכלוך עיקרי תדירות ניקוי (משטח חלק) תדירות הניקוי (Ra 2.0 מיקרומטר) ירידה (%)
HDPE (מסת פוליאתילן) 5,000–20,000 סרט-יוצר, דבק כל 7 ימים כל 14–21 ימים 50–66%
3,000–15,000 פוליפרופילן נמס דבק כל 5 ימים כל 10–15 ימים 50–67%
10,000-50,000 דבק חם (EVA) מלוכד ודבק כל שלושה ימים 57-70% כל 7-10 ימים
תחליב לטקס אקרילי: 100–500 הידבקות בתוספת שקיעה כל 14 ימים; כל 18-22 ימים; כל 20-36%
מונומר סטירן<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1,000-5,000 פוליאוריטן פר-פולימר השתלה כימית 33-50% כל 10 ימים, כל 15-20 ימים
50-200 התגבשות של שעווה מותכת כל 30 יום 0% (שעווה לא נדבקת) כל 30 יום (ללא שינוי)
רמות חספוס אידיאליות לשחרור פולימרים
להפחתת עכירות פולימר, למשטח האידיאלי שהתזת חול יש:
Ra: 1.5-2.5 מיקרומטר (גס מדי, העמקים מתמלאים בפולימר; חלק מדי, יתרון קטן)
שיא-ל-עמק Rz: 10–15 מיקרומטר
שיא הפרדה: 20-50 מיקרומטר
30-50% מהשטח הוא שטח פתוח (עמקים).
השתמש בגרסית תחמוצת אלומיניום (גודל 100-150 מיקרומטר) בלחץ אוויר של 3-4 בר כדי להכין את המשטח. כדי להיפטר מחלקיקי חצץ משובצים, נקה בזהירות לאחר התזת חול. הימנע מהחלקה או ליטוש של הפסגות.
דוגמה בשטח
מחמם PFA חלק הופעל במוליך דבק חם נמס. כל שלושה ימים, דבק זיהם את המחמם, מה שהצריך סגירה של שעתיים- לניקוי. במפעל הותקן מחמם PFA בהתזת חול (Ra 2.0 מיקרומטר) עם אותה צפיפות וואט. למרווח הניקוי נוספו עשרה ימים. הייתה עלייה של 120 שעות (15 ימים) בפריון השנתי. התזת חול הגדילה את זמן ההשבתה ב-50 למחמם (550 למחמם) או 55,000 דולר בשנה.
הגבלות ומתי להתרחק מהתזת חול
התזת חול אינה מועילה עבור:
נוזלים עם צמיגות נמוכה (<500 cP) that completely soak the surface as they flow into the valleys. Fouling and contact area are subsequently increased by the roughness.
סביבות מאכל-מלאות בחלקיקים: המשטח הלא אחיד עלול ללכוד מלחים קורוזיביים, לזרז את הגירוי.
יישומים ברמת טוהר- גבוהה: המוצר עלול להזדהם על ידי חלקיקי חצץ מוטבעים מהתזת חול. במקום זאת, בחר משטחים חלקים או אלקטרופולישים.
קירות PFA דקים במיוחד (פחות מ-1.5 מ"מ): התזת חול יכולה להחליש קירות על ידי הפחתת עובי שלהם ב-0.05 עד 0.1 מ"מ.
כיצד לנקות משטחים שעברו התזת חול
השתמש במברשות ניילון עדינות או בסילון מים בלחץ נמוך- (10–20 בר) כדי לנקות מחמם PFA בהתזת חול. מגרדי מתכת יהרסו את החספוס ויחליקו את הפסגות, לכן הימנעו משימוש בהם. מכיוון שניקוי כימי (השריית ממס) אינו שוחק את המשטח באופן מכני, מומלץ. השתמש בפרופילומטר כדי לבדוק את חספוס פני השטח לאחר הניקוי. החלף את המחמם או הפיצוץ מחדש אם Ra ירד מתחת ל-1.0 מיקרומטר.
לסיכום, המשטח עבר התזת חול (Ra 2.0 µm). מקטין את תדירות הניקוי עבור נמסות פולימרים-גבוהה ב-40-60%
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5,000 cP) מפחית את תדירות הניקוי ב-40-60% בהשוואה למשטח חלק. על ידי צמצום שטח המגע האמיתי, החספוס מקל על הסרת משקעים ועוצר היווצרות סרט מתמשך. משטח חלק עשוי להתאים יותר לנוזלים בעלי צמיגות נמוכה (<500 cP). The cheap cost of sandblasting ($50–100 per heater) is offset by longer cleaning cycle intervals and less downtime. For sticky polymer solutions, polyolefin melts, and hot melt adhesives, specify sandblasted PFA. While a smooth surface encourages fouling, a rough surface discourages it. Select the release's roughness. Your production schedule will be grateful.
