Een chemische fabriek moest een PTFE-dompelverwarmer in een 25% natriumhydroxidebad van 85 graden vervangen. De bestaande verwarming was al na vijf maanden defect gegaan-de PTFE was langs het hele verwarmde gedeelte gebarsten en gebarsten. Het onderhoudsteam van de fabriek vermoedde dat de verwarming te klein was voor deze taak en op een te hoge wattdichtheid werkte.
Heet geconcentreerd bijtmiddel is een van de meest veeleisende chemicaliën voor PTFE-dompelaars. Bij een concentratie van 85 graden en 25% tast de bijtende stof het polymeeroppervlak aan door middel van defluorering. De aanvalssnelheid is afhankelijk van de oppervlaktetemperatuur. Een verwarming die met een hoge wattdichtheid werkt, heeft een hogere oppervlaktetemperatuur en wordt sneller afgebroken.
Waarom 25% bijtend bij 85 graden een groot oppervlak vereist
De veilige wattdichtheid voor een PTFE-dompelverwarmer in 25% bijtend bij 85 graden is 0,6–0,8 W/cm². Boven dat bereik overschrijdt de oppervlaktetemperatuur de veilige limiet voor het polymeer en versnelt de defluoreringssnelheid.
Door de lage wattdichtheid is voor elk wattage een groot oppervlak nodig. Voor een vermogen van 5 kW bij 0,7 W/cm² bedraagt het benodigde oppervlak 7.143 cm². Een enkel-zijdige verwarming met een vloeroppervlak van 500 mm x 700 mm biedt 3.500 cm²-slechts de helft van de vereiste oppervlakte. Een dubbelzijdige verwarming-levert 7.000 cm² op, wat dicht bij de vereiste ligt.
| Wattage | Veilige wattdichtheid | Vereiste oppervlakte | Enkele-zijdige voetafdruk | Dubbele-zijdige voetafdruk |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0,7 W/cm² | 4.286 cm² | 500 × 857 mm | 500 × 429 mm |
| 4 kW | 0,7 W/cm² | 5.714 cm² | 500 × 1.143 mm | 500 × 571 mm |
| 5 kW | 0,7 W/cm² | 7.143 cm² | 600 × 1.190 mm | 600 × 595 mm |
| 6 kW | 0,7 W/cm² | 8.571 cm² | 600 × 1.429 mm | 600 × 714 mm |
| 8 kW | 0,7 W/cm² | 11.429 cm² | 800 × 1.429 mm | 800 × 714 mm |
Oppervlakte- en voetafdrukvereisten voor 25% bijtend bij 85 graden
Het temperatuurplafond voor bijtende toepassingen
De oppervlaktetemperatuur is de controlerende variabele. Voor 25% bijtend bij een bulk van 85 graden mag de oppervlaktetemperatuur niet hoger zijn dan 95–100 graden. Boven dat bereik versnelt de defluoreringssnelheid en wordt het PTFE snel afgebroken.
Om de oppervlaktetemperatuur onder de 100 graden te houden, moet de wattdichtheid beperkt worden tot 0,6–0,8 W/cm² in matig geroerde baden. In zones met lage{4}}stroom daalt de limiet naar 0,5–0,6 W/cm².
Berekening van de benodigde oppervlakte
De oppervlaktebehoefte is afhankelijk van het wattage en de wattdichtheid. Voor een vermogen van 5 kW bij 0,7 W/cm² bedraagt het benodigde oppervlak 7.143 cm². Een dubbelzijdige verwarmer met een vloeroppervlak van 600 mm x 595 mm biedt 7.140 cm²-net genoeg.
Als de tank geen dubbelzijdige verwarming van 600 × 595 mm- kan herbergen, kunnen meerdere kleinere verwarmingen, verdeeld over de tank, voor het vereiste oppervlak zorgen terwijl de lage wattdichtheid behouden blijft.
Praktische specificatiestappen voor hete bijtende service
Begin met de bijtende concentratie en temperatuur. Hogere concentraties en temperaturen vereisen een lagere wattdichtheid. Voor 25% bijtend bij 85 graden mag de wattdichtheid niet hoger zijn dan 0,7 W/cm².
Selecteer de wattdichtheid op basis van de werkelijke stroomomstandigheden op de verwarmingslocatie. In een matig geroerd bad is 0,7 W/cm² geschikt. In een zone met lage{3}}stroming, reduceer tot 0,5–0,6 W/cm².
Bereken uit het wattage en de wattdichtheid het benodigde oppervlak. Voor een vermogen van 5 kW bij 0,7 W/cm² is 7.143 cm² nodig. Als een enkele verwarmer dat gebied binnen de tank niet kan voorzien, overweeg dan meerdere verwarmers verspreid over de omtrek.
Controleer of de oppervlaktetemperatuur van de verwarmer onder de 100 graden blijft. Als de berekende oppervlaktetemperatuur deze limiet overschrijdt, verlaag dan de wattdichtheid verder of verbeter de stroom aan het verwarmingsoppervlak.
| Bijtende concentratie | Temperatuur | Veilige wattdichtheid | Oppervlakte voor 5 kW | Verwachte levensduur |
|---|---|---|---|---|
| 10% | 60 graden | 1,2–1,5 W/cm² | 3.333–4.167 cm² | 4–6 jaar |
| 15% | 70 graden | 1,0–1,2 W/cm² | 4.167–5.000 cm² | 2–4 jaar |
| 20% | 80 graden | 0,8–1,0 W/cm² | 5.000–6.250 cm² | 18–30 maanden |
| 25% | 85 graden | 0,6–0,8 W/cm² | 6.250–8.333 cm² | 12–24 maanden |
| 30% | 90 graden | 0,5–0,7 W/cm² | 7.143–10.000 cm² | 8–18 maanden |
Veilige wattdichtheid en oppervlaktevereisten voor bijtende toepassingen
Wanneer standaardverwarmers niet het vereiste oppervlak kunnen bieden
Hete geconcentreerde bijtende tanks met hoge wattage-eisen en beperkte perifere ruimte zijn vaak niet geschikt voor standaard PTFE-dompelaars met de lage watt-dichtheden die de chemie vereist. Een op maat gemaakte configuratie van een PTFE-dompelverwarmer met een groot oppervlak, een lage wattdichtheid en een -stroomgeoptimaliseerde positie pakt de hoofdoorzaak van het tekort aan oppervlak aan. Het specificatieproces vereist de bijtende concentratie, bedrijfstemperatuur, tankafmetingen, stromingsomstandigheden en het vereiste wattage. Voor faciliteiten met hete bijtende baden vermindert deze toepassing-specifieke aanpak de degradatie van de coating en verlengt de levensduur van de verwarming.
