高塩化物化学浴は、腐食、高温、継続的な電気加熱という困難な組み合わせを引き起こします。{0}浄水ベースのプロセスで優れた性能を発揮するヒーターでも、塩化物濃度、温度、曝露時間が増加すると、劣化が大幅に早まる可能性があります。{2}}
電気めっきや化学処理装置の場合、重要な問題は単に PTFE が塩化物を含む溶液と接触できるかどうかではありません。{0}}より重要な問題は、完全な PTFE 浸漬ヒーター設計実際の浴条件下で耐薬品性、伝熱性、電気絶縁性、機械的安定性を維持できます。
塩化物濃度が重要な理由
塩化物-が豊富な溶液は、特に温度や化学物質の濃度が上昇すると、多くの従来の金属材料に対して非常に攻撃的になる可能性があります。
PTFE 浸漬ヒーターは、発熱体とプロセス液体の間に耐薬品性のフッ素ポリマーバリアを配置します。この構造は、金属発熱体が直接露出すると許容できない腐食のリスクが生じる場合に役立ちます。
ただし、化学的適合性は塩化物濃度だけで判断すべきではありません。温度、pH、酸化種、添加剤、曝露時間はすべて、長期的なパフォーマンスに影響を与える可能性があります。-
したがって、実際の化学的レシピはヒーターの選択の一部である必要があります。
PTFE が発熱体を保護する仕組み
一般的な PTFE 浸漬ヒーターは、PTFE- ベースの構造で保護された電気的に加熱される内部要素を使用します。
発熱体は電気エネルギーを熱エネルギーに変換します。その後、熱は保護構造を通って周囲の液体に伝わります。
簡略化した熱伝達関係は次のとおりです。-
Q=hAΔT
ここで、Q は熱伝達を表し、h は有効熱伝達係数、A は有効加熱面積、ΔT は温度差です。
PTFE は強力な耐薬品性と電気絶縁性を備えていますが、熱伝導率は多くの金属に比べて比較的低いです。このため、表面積と出力分布が特に重要になります。
ワット密度を制御する必要がある理由
腐食性の化学浴の場合、単にヒーター出力を増やすことが常に最善の方法であるとは限りません。
平均表面熱流束は次のように表すことができます。
q = P/A
ここで、P は加熱能力、A は有効加熱面積です。
小さな表面で高出力を生成するコンパクトなヒーターは、同じ合計出力でより大きな活性表面積を持つヒーターよりも高い局所的熱負荷を生み出す可能性があります。
熱流束が低いことは、プロセスが局所的な温度や化学堆積物の影響を受けやすい場合に役立ちます。
適切な値は、1 つの普遍的な制限ではなく、化学溶液、循環、温度、ヒーターの構造、およびプロセス要件によって異なります。
ヒーターの長さとタンクの形状が重要
高塩化物浴は、循環や設置スペースが制限されているタンクに設置されることがよくあります。{0}
浸漬ヒーターが短すぎると、加熱が 1 つの領域に集中する可能性があります。ヒーターが長すぎるとタンク壁、ワーク、配管、その他内部機器に干渉する可能性があります。
長いタンクの場合、複数の加熱ゾーンを適切に配置すると、負荷全体を 1 か所に集中させるよりも、より制御された熱分布を実現できます。
したがって、ヒーターの長さは、タンクの深さ、液面、循環パターン、必要な加熱面積と合わせて決定する必要があります。
液体の動きは熱伝達に影響を与える
化学物質の濃度は熱設計の一部にすぎません。
PTFE 浸漬ヒーターの周囲の液体循環が弱い場合、ヒーター表面近くの境界層が厚くなり、効果的な熱伝達が低下する可能性があります。
これにより、浴の平均温度が正常に見える場合でも、局所的な表面温度が高くなる可能性があります。
したがって、循環ポンプ、タンクの形状、ヒーターの向き、ヒーターの間隔を合わせて考慮する必要があります。
どのような電気的保護が重要ですか?
化学的に攻撃的な浴であっても、従来の電気的保護の必要性がなくなるわけではありません。
加熱回路は、定格電圧、電力、電流、絶縁システム、接地配置、および制御方法に基づいて設計する必要があります。
抵抗ヒーターの場合:
P=VI
そして
I = P/V
たとえば、230 V で動作する例示的な 6 kW ヒーターは約 26.1 A を消費します。
実際の回路保護は、完全な電気システム、適用される規格、設置条件、および機器の設計に従って選択する必要があります。
液面低下は別のリスクです
PTFE の耐薬品性は、適切な液体被覆がなければ浸漬ヒーターの動作を保護しません。
アクティブ加熱セクションの浸漬が不十分になると、熱の除去が急激に低下する可能性があります。表面温度が意図した動作条件を超えて上昇する場合があります。
したがって、信頼性の高い設置では、プロセスで必要な液面検出、過熱保護、制御インターロックを考慮する必要があります。{0}
最低動作液面レベルは、機器の図面上に明確に記載されている必要があります。
注文前に確認すべきことは何ですか?
高塩化物用途の場合、技術仕様にはヒーターのワット数以上の値を含める必要があります。{0}
重要なパラメータには次のものがあります。
化学組成
塩化物濃度
動作温度
目標浴槽温度
タンク寸法
最低液面レベル
ヒーター長さ
アクティブ加熱エリア
定格電圧
火力
取付方法
ケーブルと端子の配置
これらの条件により、PTFE 浸漬ヒーターの設計を電力定格だけから選択するのではなく、実際のプロセスに適合させることができます。
カスタム PTFE 浸漬ヒーター設計が必要な場合
標準的な PTFE 浸漬ヒーターは、比較的従来の化学薬品タンクに適しています。カスタムエンジニアリングは、塩化物濃度が高い場合、タンクの形状が異常である場合、液面が変動する場合、循環が制限されている場合、または連続運転が必要な場合に、より価値が高くなります。
最も信頼性の高いデザインバランス化学的適合性、制御された表面熱流束、十分な加熱面積、液体循環、電気絶縁、設置形状.
したがって、高塩化物化学浴の場合は、材料名やワット数のみからではなく、完全な動作条件から適切な PTFE 浸漬ヒーターを選択する必要があります。
