高塩化物エッチング液用の PTFE 浸漬ヒーターのワット密度を 55 度に設定するにはどうすればよいですか?

PCB エッチング ラインは、塩化第二銅エッチング液に浸漬した PTFE ヒーターをわずか 7 か月後に置き換えました。ヒーター表面には、溶接継ぎ目に沿って、また液体ラインに孔食が見られました。絶縁抵抗は12MΩまで下がっていました。エッチング液は、55 度で動作する高-塩化物溶液でした。ヒーターは 1.5 W/cm2 に指定されていました-この値は他の化学反応ではうまく機能しましたが、塩化物が豊富な環境では強すぎました-。

高塩化物エッチング液は、PTFE 浸漬ヒーターにとって最も要求の厳しい化学薬品の 1 つです。塩化物イオンは保護フィルムを貫通し、金属に孔食を引き起こします。また、ポリマーにも浸透し、コーティングと基材の間の結合を劣化させます。塩化物による攻撃と温度の上昇が組み合わさると、劣化が促進されます。

塩化物エッチング剤がより低いワット密度を必要とする理由

塩化物イオンは小さく、移動しやすく、攻撃的です。これらは温度と濃度に応じた速度で PTFE に浸透します。 55 度で塩化物濃度が高い場合、透過速度は顕著になります。塩化物イオンは PTFE と金属シースの間の結合線に到達し、そこで腐食を開始します。

浸透速度は熱によって活性化されます。 10 度上昇するごとに、その速度は約 2 倍になります。 1.5 W/cm2 で動作するヒーターの表面温度は、1.0 W/cm2 のヒーターより 15 ～ 20 度高くなります。温度が高くなると塩化物の浸透が促進され、コーティングが破損するまでの時間が短縮されます。

ワット密度と塩化物透過および耐用年数に対するその影響

塩化物サービスの温度上限

表面温度が制御変数です。バルク温度 55 度の高-塩化物エッチング液の場合、表面温度は 80 ～ 85 度を超えてはなりません。その範囲を超えると、塩化物透過速度が加速し、PTFE が急速に劣化します。

表面温度を 85 度未満に保つには、適度に撹拌した浴中でワット密度を 1.0 ～ 1.2 W/cm2 に制限する必要があります。低流量ゾーンでは、制限は 0.8 W/cm² に低下します。-

必要な表面積の計算

表面積の要件は、ワット数とワット密度によって異なります。 1.0 W/cm2 で 6 kW の負荷の場合、必要な表面積は 6,000 cm2 です。設置面積 500 mm × 600 mm の片面ヒーターでは 3,000 cm² を供給できますが、-十分ではありません。両面ヒーターは 6,000 cm² を供給し、要件を満たします。

タンクに 500 × 600 mm の両面ヒーターを設置できない場合は、タンクの周囲に複数の小型ヒーターを分散させて、低いワット密度を維持しながら必要な表面積を確保できます。-

1.0 W/cm2 の高塩化物エッチング液の表面積と設置面積の要件-

高塩化物サービスの実際の仕様手順-

塩化物濃度から始めます。濃度が高くなるほど、必要なワット密度は低くなります。 200 g/L を超える濃度の場合、ワット密度は 1.0 W/cm2 を超えてはなりません。濃度が 300 g/L を超える場合、制限は 0.8 W/cm2 に低下します。

ヒーターの設置場所での実際の流量条件からワット密度を選択します。適度に撹拌された浴では、1.0 W/cm2 が適切です。低流量ゾーンでは、0.8 W/cm² に軽減します。-

ワット数とワット密度から必要な表面積を計算します。 1.0 W/cm2 で 6 kW のデューティには 6,000 cm2 が必要です。単一のヒーターではタンク内にその領域を提供できない場合は、周囲に複数のヒーターを分散させることを検討してください。

ヒーターの表面温度が 85 度以下に保たれていることを確認してください。計算された表面温度がその制限を超える場合は、ワット密度をさらに下げるか、ヒーター表面の流れを改善します。

標準ヒーターがワット密度要件を満たせない場合

-高ワット数の要件があり、周辺スペースが限られている高塩化物エッチング タンクでは、多くの場合、化学が要求する低ワット密度の標準 PTFE 浸漬ヒーターを収容できません。表面積が大きく、ワット密度が低く、流れが最適化された位置を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、ワット密度の不一致の根本原因に対処します。{2}}仕様プロセスでは、塩化物濃度、動作温度、タンク寸法、流量条件、および必要なワット数が必要です。高濃度の塩化物エッチング液を使用する施設では、この用途固有のアプローチにより孔食が軽減され、ヒーターの耐用年数が延長されます。{6}