スラッジブランケットを使用すると、リン酸塩処理タンク内の接液時の PTFE 浸漬ヒーターがどのように消耗するのでしょうか?

リン酸亜鉛処理ラインは、わずか 8 か月の稼働後に 5 kW PTFE 浸漬ヒーターを引き込みました。ワークに面するシースの表面は正常に見えました。下面-タンク壁に面した面-は、厚さ 15 ～ 20 mm の黒っぽいスラッジの緻密で圧縮された層で覆われていました。絶縁抵抗は18MΩまで下がっていました。スラッジは、リン酸鉄沈殿物、リン酸亜鉛スラッジ、およびヒーターと壁の間の隙間に沈殿して固まったキャリーオーバーグリットの混合物でした。

リン酸塩処理槽では継続的にスラッジが発生します。化成皮膜反応により、溶液から沈殿する不溶性リン酸塩が生成されます。 PTFE浸漬ヒーターを壁またはその近くに取り付けたタンクでは、ヒーターと壁の間の隙間がスラッジトラップになります。スラッジは蓄積して固まり、最終的にはヒーターの下側を覆います。

リン酸塩浴ではなぜこれほど多くのスラッジが発生するのか

リン酸反応は、溶解した金属イオンを不溶性のリン酸塩化合物に変換します。リン酸処理された鋼表面 1 平方メートルごとに、約 2 ～ 5 グラムのスラッジが生成されます。高スループットラインでは、1 日に生成される汚泥が数キログラムに達することがあります。

スラッジは、リン酸鉄、リン酸亜鉛、および他の金属の複合リン酸塩から構成されます。細かくて緻密で、すぐに定着します。流量の少ないタンクでは、スラッジは水平面や低速ゾーンに蓄積します。-

リン酸塩処理ラインの処理量別スラッジ発生率

ヒーターの裏側にスラッジが溜まる理由

PTFE 浸漬ヒーターとタンク壁の間の隙間は低流量ゾーンです。-ヒーターはメインタンクの循環からギャップを保護します。スラッジを運び去る流れがないため、スラッジは隙間に沈着して蓄積します。

この隙間にも熱がこもります。ヒーターは隙間の流体を温めますが、流体は逃げることができません。閉じ込められた流体は停滞し、スラッジはより早く沈降します。低流量と高温の組み合わせにより、スラッジの蓄積が促進されます。

ヒーターの下側のスラッジ層はメインタンクから断熱されています。ヒーターによって発生した熱は、タンク壁とバルク流体に到達する前にスラッジ層を通過する必要があります。スラッジにより熱抵抗が増加し、両側のシースの表面温度が上昇します。温度が高くなると、プロセス側での PTFE の劣化とスケールの形成が促進されます。

スラッジブランケットの熱的影響

ヒーターの下側のスラッジ層は断熱ブランケットとして機能します。熱がスラッジから逃げられないため、シースの表面温度が上昇します。温度が高くなると、スラッジがさらに堆積する推進力が増大し、PTFE の劣化が促進されます。

1.2 W/cm2 で動作するヒーターの場合、熱伝導率 0.5 W/m・K の 10 mm のスラッジ層により、約 24 度の温度低下が生じます。シースの表面温度はその分だけ上昇し、PTFE が劣化範囲に達する可能性があります。

リン酸塩処理サービスにおけるPTFEシース表面温度に及ぼすスラッジの厚さの影響

PTFE浸漬ヒーターの下でのスラッジの蓄積の防止

最も効果的な予防はスラッジが溜まる隙間をなくすことです。ヒーターはタンク壁にぴったりと密着して取り付けられており、隙間がありません。洗浄可能なギャップを制御されたブラケットに取り付けられたヒーターは、ギャップがありますが、ギャップを掃除することができます。

隙間が避けられない場合は、掃除のためにアクセスできるようにする必要があります。ヒーターはタンクを分解せずに取り外し可能である必要があり、定期メンテナンス中に隙間を洗い流す必要があります。隙間の低い位置にある排水口により、スラッジを洗い流すことができます。

定期的なタンク洗浄により、スラッジが固化する前に除去されます。スラッジの生成が多いリン酸塩処理タンクでは、タンクを 3 ～ 6 か月ごとに洗浄する必要がある場合があります。隙間にアクセスするには、掃除中にヒーターを取り外す必要があります。

PTFE浸漬ヒーター下のスラッジ堆積防止対策

スラッジブランケットが設計上の問題を示している場合

定期的に清掃しているにもかかわらず、ヒーターにスラッジが急速に蓄積する場合は、タンクの設計により固形物がアクセスできない場所に沈殿する可能性があることを示しています。フラッシュマウント設計または自動排出ギャップを備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、スラッジ蓄積の根本原因に対処します。-仕様プロセスには、浴の化学的性質、スラッジ生成速度、タンクの設計、および必要なワット数が必要です。リン酸塩処理ラインを備えた施設の場合、この用途固有のアプローチにより、スラッジ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。{6}