Jak fungují PTFE ohřívače v elektrolytických leštících lázních pro nerezovou ocel?

Nerezová ocel se vyhladí na oslnivý lesk odolný vůči korozi- elektrolytickým leštěním, což je proces, který zahrnuje ponoření do horké viskózní kyselé lázně. PTFE je jedním z mála topných materiálů, které mohou rovnoměrně zahřívat tuto intenzivní směs kyseliny fosforečné a sírové, aniž by došlo ke kontaminaci. Kombinace ohřívače PTFE a elektrolytické leštící lázně se stala standardní volbou pro činnosti povrchové úpravy, kdy je chemická inertnost a čistota nesmlouvavá-.

Prostředí lázně pro elektrolytické leštění
Elektrolytické leštění nerezové oceli se běžně provádí zahřátou kombinací 40 až 70 procent kyseliny fosforečné (H3PO4) a 10 až 30 procent kyseliny sírové (H2SO4) s malými přísadami, jako je kyselina chromová nebo organické povrchově aktivní látky v určitých formulacích. Lázeň běží mezi 60 a 80 stupni -dostatečně horká, aby se snížila viskozita a podpořila iontová vodivost, ale hluboko pod bodem varu kyselin.

Při těchto teplotách je lázeň hustá a sirupovitá, s viskozitou několikanásobně vyšší než voda. Taková vysoká viskozita přináší jedinečné problémy s ohřevem. Rychlost přenosu tepla z ponorného ohřívače do kyselého roztoku je nižší než do vodných pokovovacích lázní a stagnační zóny mají tendenci se tvořit na površích ohřívače, pokud není použito aktivní míchání.

Proč je PTFE lepší než vyhřívání kovového pláště
Elektroleštící lázně mohou rychle zničit nebo kontaminovat tradiční ponorné ohřívače s kovovým pláštěm z oceli, titanu nebo slitiny. Kyseliny fosforečné a sírové napadají většinu kovů při 60-80 stupních. Titan za určitých okolností vydrží čistou kyselinu sírovou, ale bude napadán směsí koncentrované kyseliny fosforečné. Významněji jakákoli kovová koroze uvolňuje ionty do lázně. Ionty železa, niklu, chromu nebo titanu. Ty jsou zachyceny v elektrolyticky leštěné vrstvě a způsobují povrchové vady, matné skvrny nebo důlky.

Ponorné ohřívače PTFE (polytetrafluorethylen) řeší oba tyto problémy. Materiál je zcela odolný vůči kyselině fosforečné a sírové v celém rozsahu provozních teplot. Nedochází k žádné chemické reakci a žádnému vyplavování kovových iontů. Nepřilnavý -povrch PTFE také zabraňuje viskózní, sirupovité kyselině přilnout nebo připálit na plášti ohřívače. Tato samočisticí-funkce umožňuje stabilizaci účinnosti přenosu tepla po dobu několika měsíců pro nepřetržitý provoz.

V praxi uspořádání lázně pro elektrolytické leštění ohřívače PTFE pracuje tisíce hodin bez pozorovatelné degradace materiálu pláště. Jediné opotřebení zaznamenané při praktických instalacích je mírné oděrky při manipulaci nebo od pevných částic suspendovaných v silně používaných vanách.

Aspekty tepelného výkonu
Maximální nepřetržitá provozní teplota PTFE je asi 110 stupňů, mnohem více než 80 stupňů horní hranice elektrolytických leštících lázní. Ohřívač je tak bez tepelného namáhání. Vysoká viskozita lázně však vyžaduje pečlivé zvážení hustoty wattů a pohybu tekutiny.

Doporučená hustota wattů pro PTFE ohřívače v elektrolytických leštících lázních je menší nebo rovna 1,2 W/cm2. Často se používá konzervativnější 1,0 W/cm2. To je méně než 1,5 W/cm2 povolený pro dobře-promíchané vodné roztoky. Důvody jsou dva:

U viskózních kapalin jsou koeficienty přenosu tepla konvekcí nižší, díky čemuž je teplo z pláště odváděno pomaleji.

To může vést k rozkladu kyseliny nebo lokalizovanému varu obsahu vody, což má za následek tvorbu bublin na plášti, což dále zhoršuje přenos tepla.

Míchání je nutné k dosažení stejnoměrné teploty lázně a zamezení vzniku horkých míst. Běžné jsou mechanické míchání, dole umístěná míchadla nebo recirkulační čerpadla. Probublávání vzduchem se často vyhýbá, protože přivádí kyslík a vlhkost, které mohou změnit chemii elektrolytu.