PTFE 熱交換器によって金属汚染が除去されると、バスのダンプ頻度が減少すると、どのような経済的影響がありますか?

お風呂の廃棄サイクル

光沢のあるニッケルめっき浴には、時間の経過とともに金属不純物が蓄積します。ステンレス鋼ヒーターの腐食による鉄、バスバーの滴りによる銅、ダイカストのワークピースの溶解による亜鉛-{2}}の各汚染物質は、最終的には堆積物の品質が損なわれる濃度に達します。バスを部分的または完全に廃棄し、新しい化学物質と交換する必要があります。

汚染負荷のかなりの部分は熱交換器から発生します。 8,000 リットルのニッケル浴中でステンレス鋼コイルが年間 0.15 mm で腐食すると、年間約 1.5 kg の鉄が放出されます。この継続的な鉄の投入により、バスダンプの間隔が短縮されます。鉄による汚染がなければ、お風呂が 12 か月持続する可能性がありますが、鉄分の影響を与えるヒーターでは 6 か月しか持続しない可能性があります。

PTFE 熱交換器は金属汚染を放出しません。この継続的な汚染源を排除することで、バスダンプの間隔が延長され、化学物質の購入コスト、廃棄物処理コスト、バス交換に伴う生産のダウンタイムが削減されます。

バス寿命延長計算

浴のダンプ間隔は、汚染物質の濃度が堆積物の品質が許容できなくなるしきい値に達するまでに必要な時間によって決まります。閾値は汚染物質とメッキプロセスによって異なります。光沢ニッケル中の鉄の場合、しきい値は約 25 ppm です。

ヒーターの腐食がなければ、鉄の蓄積率はワークピースからの引き込みと大気汚染によってのみ決まります。{{0}通常は 1 週間あたり 1～2 ppm。{1}}開始濃度 5 ppm (新しい浴) から 25 ppm に達するまでには 10 ～ 20 週間かかります。これは、浴寿命 10 ～ 20 週間または約 3 ～ 5 か月に相当します。

ヒーターの腐食により年間 0.15 mm の鉄の溶解が追加されるため、追加投入量は 1 週間あたり約 3 ppm になります。合計の蓄積率は 1 週間あたり 4 ～ 5 ppm になります。 5 ppm から 25 ppm に達するまでの時間は 4 ～ 5 週間です。バス寿命は約1ヶ月に短縮されます。

表 1: 浴の寿命とコストの比較 - ヒーターありとなしの場合-鉄由来の汚染 (8,000 リットルの光沢ニッケル浴)

浴性能安定値

直接的な化学薬品および廃棄コストの削減に加えて、浴寿命の延長により運用面での利点がもたらされます。バスを廃棄するたびに生産が中断されます。新しい浴は化学平衡に達するまで数日間の運転を必要とします。この慣らし期間中は、析出物の品質がより変動する可能性があり、めっき速度が老化した浴とは異なる場合があります。-

バスダンプが減れば、慣らし期間も減り、生産品質がより安定し、プロセス調整の頻度も減ります。{0}これらの利点は実際のものですが、直接的な化学物質の節約よりも定量化するのが困難です。これらは、PTFE 変換の全体的な財務状況に貢献します。

より広範な汚染の影響

金属ヒーターが腐食すると、鉄だけでなくニッケルやクロムも放出されます。クロムは低濃度で特に問題になります-わずか 5 ppm でも、光沢のあるニッケル析出物の外観に影響を与える可能性があります。ステンレス鋼コイルから放出されるクロムの量が鉄の放出速度の一部である場合でも、品質上の問題が発生し、鉄の閾値に達する前にバスのダンプが強制される可能性があります。

PTFE は熱交換器から金属汚染をすべて排除します。唯一の汚染源は、加工物、アノード、大気堆積源です。これらは、腐食ヒーターによる隠れた継続的な寄与をすることなく、標準的な前処理とハウスキーピングの実践によって管理できます。{1}}

まとめ

PTFE 変換により浸漬ヒーターの腐食による金属汚染を除去することで、光沢ニッケル浴の寿命がダンプ間の約 4-5 週間から 13+ 週間に延長されます。バス寿命の延長により、8,000 リットルのバスあたり年間化学薬品および廃棄コストが約 123,000 ドル削減されます。これは PTFE 熱交換器のコストよりも高くなります。

浴ダンピング頻度の減少による経済的影響と、浴交換回数の減少による操業安定性の利点を組み合わせると、金属不純物に敏感なめっき用途における PTFE 変換の汚染除去が経済的に最も重要な利点の 1 つとなります。

特定のめっきプロセスにおける浴の寿命延長を定量化するための工学分析は、現在の浴のダンプ頻度、浴の体積と化学薬品のコスト、汚染物質の閾値、ヒーター由来の汚染に関する履歴データを提出すると利用できます。{0}}