Cum funcționează încălzitoarele cu PTFE în băile de electrolustruire pentru oțel inoxidabil?

Oțelul inoxidabil este netezit până la o strălucire orbitoare, rezistentă la coroziune-prin electrolustruire, un proces care implică imersarea într-o baie de acid fierbinte, vâscoasă. PTFE este unul dintre puținele materiale de încălzire care poate încălzi uniform acest amestec intens de acizi fosforic și sulfuric, fără contaminare. Combinația dintre încălzitorul PTFE și baia de electrolustruire a devenit opțiunea standard pentru activitățile de finisare a suprafețelor atunci când inerția chimică și curățenia nu sunt-negociabile.

Mediu de baie pentru electrolustruire
Electrolustruirea oțelului inoxidabil este efectuată în mod obișnuit într-o combinație încălzită de 40 până la 70% acid fosforic (H₃PO₄) și 10 până la 30% acid sulfuric (H₂SO4) cu adaosuri mici de aditivi, cum ar fi acidul cromic sau agenții tensioactivi organici, în anumite formulări. Baia este suficient de fierbinte între 60 și 80 de grade -pentru a reduce vâscozitatea și a promova conductivitatea ionică, dar cu mult sub punctul de fierbere al acizilor.

La aceste temperaturi baia este groasă și siropoasă, cu o vâscozitate de câteva ori mai mare decât a apei. O astfel de vâscozitate ridicată aduce probleme unice de încălzire. Viteza de transmitere a căldurii de la încălzitorul cu imersiune la soluția acidă este mai mică decât cea către băile de placare apoase și zonele de stagnare tind să se formeze pe suprafețele încălzitorului cu excepția cazului în care se utilizează agitare activă.

De ce PTFE este mai bun decât încălzirea cu înveliș metalic
Băile de electroslefuire pot distruge sau contamina rapid încălzitoarele tradiționale de imersie cu teci metalice din oțel, titan sau aliaj. Acizii fosforici și sulfuric atacă majoritatea metalelor la 60-80 de grade. Titanul va rămâne acid sulfuric pur în anumite circumstanțe, dar va fi atacat de amestecuri concentrate de acid fosforic. Mai semnificativ, orice coroziune metalică eliberează ioni în baie. Ioni de fier, nichel, crom sau titan. Acestea sunt prinse în stratul electrolustruit și provoacă defecte ale suprafeței, pete terne sau sâmburi.

Încălzitoarele cu imersie PTFE (politetrafluoretilenă) rezolvă ambele probleme. Materialul este total rezistent la acizii fosforici și sulfuric pe toată gama de temperaturi de funcționare. Nu există nicio reacție chimică și nicio leșiere a ionilor metalici. De asemenea, suprafața anti-de PTFE împiedică lipirea sau coacerea acidului vâscos și siropos pe mantaua încălzitorului. Această caracteristică de auto-curățare permite ca eficiența transferului de căldură să fie stabilizată pe o perioadă de luni pentru o funcționare continuă.

În practică, un aranjament de baie de electro-lustruire cu încălzitor PTFE funcționează mii de ore fără degradarea observabilă a materialului învelișului. Singura uzură observată în instalațiile practice este o ușoară abraziune de la manipulare sau de la particule solide suspendate în cuve foarte utilizate.

Aspecte de performanță termică
Temperatura maximă de funcționare continuă a PTFE este de aproximativ 110 de grade, cu mult peste limita superioară de 80 de grade a băilor de electrolustruire. Astfel, încălzitorul este liber de stres termic. Cu toate acestea, vâscozitatea ridicată a băii necesită o analiză atentă a densității în wați și a mișcării fluidului.

Densitatea de wați recomandată pentru încălzitoarele de PTFE în băile de electrolustruire este mai mică sau egală cu 1,2 W/cm2. Adesea, se folosește un 1,0 W/cm2 mai conservator. Aceasta este sub 1,5 W/cm2 permisă pentru soluțiile apoase bine agitate-. Există două motive:

Pentru fluidele vâscoase, coeficienții de transfer de căldură convectivi sunt mai mici, datorită faptului că căldura este evacuată din înveliș într-un ritm mai lent.

Acest lucru poate duce la descompunerea acidului sau la fierbere localizată a conținutului de apă, ceea ce are ca rezultat formarea de bule pe înveliș care afectează și mai mult transferul de căldură.

Este necesară agitarea pentru a obține o temperatură uniformă a băii și pentru a evita petele fierbinți. Obisnuite sunt amestecarea mecanica, agitatoarele plasate in partea de jos sau pompele de recirculare. Barbotarea aerului este adesea evitată, deoarece introduce oxigen și umiditate care pot schimba chimia electroliților.