フォームブランケットを使用すると、界面活性剤バス内の PTFE 浸漬ヒーターがどのように消耗するのでしょうか?

金属仕上げ工場は、6 か月の使用後にアルカリ洗浄タンクから PTFE 浸漬ヒーターを取り出しました。シース表面には、加熱部分の上部に沿って、変色し水膨れを起こした PTFE の帯が見られました。下の部分は綺麗な状態でした。タンクの表面には持続的な泡層があり、泡の泡がヒーターの上部に蓄積して、液体との接触面が不足する蒸気が豊富なブランケットを形成していました。-

フォームブランケットとは、安定したフォーム層が加熱面の一部または全体を覆う状態です。泡は気体と液体の混合物であり、気体の割合が高くなります。気体部分の熱伝導率は液体よりもはるかに低いため、発泡体は断熱ブランケットとして機能します。フォームの下のヒーター表面は、液体と接触している表面よりも熱くなります。

界面活性剤浴中で泡が形成され安定する理由

泡は、界面活性剤を含む液体中で気泡が発生すると形成されます。-浴槽の洗浄では、界面活性剤は油や汚れの除去を助ける意図的な添加物です。界面活性剤は泡を安定させ、すぐに壊れるのではなく持続させます。

泡が表面に浮き上がり、蓄積します。タンク内で撹拌すると泡が発生し続けます。泡の層は厚さ 50 ～ 100 mm になることがあり、数時間持続することがあります。{4}

泡は表面にもくっつきます。ヒーター表面は、特に高温の場合、気泡付着の核生成サイトとなります。気泡は蓄積し、ヒーター表面上で泡層となります。

界面活性剤浴における泡の発生とヒーターブランケットのリスク

フォームブランケットが過熱を引き起こす理由

ヒーター表面の発泡層の熱伝導率は液体の 5 ～ 20 分の 1 です。ヒーターによって発生した熱は、液体を通るほど効率的にフォームを通って逃げることができません。ヒーターの表面温度が上昇します。

1.2 W/cm2 で動作するヒーターの場合、20 mm のフォーム層により表面温度が 15 ～ 25 度上昇する可能性があります。温度が高くなると PTFE の劣化、スケールの付着、浸透が促進されます。フォームで覆われた領域がヒーターの最初の部分として故障します。{6}}

フォームはヒーターの濡れ面積も減らします。フォームがヒーターの上部 30% を覆う場合、ヒーター表面の 70% のみが液体と接触します。有効表面積が減少し、接液部のワット密度が増加します。ワット密度が高くなると、表面温度がさらに上昇します。

フォームブランケットと乾燥の違い-

ドライアウトは、液面がヒーターの上部よりも低くなり、露出した部分が空気と接触すると発生します。泡ブランケットは、液体レベルがヒーターの上にあるときに発生しますが、泡の層が液体を追い出し、蒸気が豊富なゾーンを作成します。-

熱の影響は、表面の過熱と同様です。{0}しかし、原因は違います。ドライアウトはレベル制御の問題です。-フォームブランケットは泡の制御の問題です。

発泡ブランケットの防止

最も効果的な予防策は泡を制御することです。これは、界面活性剤の濃度を下げること、泡を安定させる汚染物質を除去すること、または消泡剤を添加することを意味します。

界面活性剤の濃度を下げると、泡の生成速度が低下します。界面活性剤の濃度は、効果的な洗浄に必要な最小限のレベルに維持する必要があります。

油や土壌の汚染物質を除去すると、泡の安定性が低下します。汚染物質は泡安定剤として機能します。定期的なスキミングまたは濾過により、それらをバスから除去します。

消泡剤を添加すると泡が切れます。シリコン-ベースの消泡剤は効果的ですが、浴槽を汚染する可能性があります。非シリコーン消泡剤は、シリコーン汚染が懸念される用途に使用できます。

界面活性剤浴における泡ブランケットの防止策

フォームブランケットが設計上の問題を示している場合

泡制御にもかかわらずヒーターに泡が発生する場合は、ヒーターの位置またはタンクの設計が表面への泡の蓄積を促進していることを示しています。泡を放出する位置、低いワット密度、流れの最適化されたレイアウトを備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、泡ブランケットの根本原因に対処します。{1}}仕様プロセスでは、浴の化学的性質、界面活性剤の濃度、撹拌方法、および必要なワット数が必要です。発泡バスを備えた施設の場合、この用途固有のアプローチにより、泡に関連する過熱が軽減され、ヒーターの耐用年数が延長されます。{4}