چگونه ضخامت دیواره غلاف فولادی ضد زنگ 316 بر میزان رسوب خارجی ناشی از رسانه های پلیمریزه در هیترهای غوطه وری الکتریکی مخازن رزین و چسب تأثیر می گذارد؟

رسوب خارجی، ایجاد{0}}مواد پلیمریزه شده روی سطح غلاف، یک مشکل دائمی و پرهزینه برای مهندسان فرآیند شیمی است که بخاری های غوطه وری الکتریکی را در تولید رزین، تولید چسب و پردازش پلیمر اجرا می کنند. لایه های رسوب به عنوان عایق حرارتی عمل می کنند و راندمان انتقال حرارت را کاهش می دهند. بخاری باید با افزایش دمای سیم داخلی کار کند. رسوب گیری در ضخامت بحرانی ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد و از کار افتادن بخاری شود که ممکن است نیاز به خاموش کردن و تمیز کردن مخزن داشته باشد. میزان رسوب غلاف فولادی ضد زنگ 316 تحت تأثیر ضخامت دیواره از طریق دو مکانیسم است: دمای سطح در یک چگالی وات خاص و واکنش حرارتی در طول چرخه تمیز کردن. دیوارهای ضخیم‌تر برای همان توان خروجی داغ‌تر می‌شوند، که می‌تواند رسوب پلیمریزاسیون را تسریع کند، اما همچنین تحمل بیشتری را برای تمیز کردن مکرر مکانیکی ایجاد می‌کند. این مقاله رابطه بین ضخامت دیواره غلاف 316، دمای سطح و میزان رسوب در محیط های پلیمریزاسیون را ارزیابی می کند و پیشنهاداتی برای انتخاب گرمایش مخزن رزین و چسب ارائه می دهد.

رسوب پلیمریزاسیون روی 316 سطح: اثر دما
بسیاری از سیستم‌های رزین و چسب توسط فرآیندهای رادیکال آزاد-یا تراکم که به طور تصاعدی به دما وابسته هستند، پلیمریزاسیون می‌شوند. رابطه آرنیوس نشان می دهد که سرعت پلیمریزاسیون روی سطح گرم شده معمولاً برای هر 10-15 درجه افزایش دما دو برابر می شود. میزان رسوب پلیمریزاسیون روی سطح غلاف در دمای 100 درجه در رزین پلی استر غیراشباع در دمای توده 80 درجه حدود 0.1 میلی متر در هفته برای غلاف 316 است. در سطح در دمای 120 درجه سانتیگراد، سرعت هر هفته به 0.4 میلی متر می رسد. در دمای 140 درجه، 1.5 میلی‌متر در هفته - آنقدر سریع است که ظرف یک ماه بخاری را کاملاً آلوده می‌کند. آستانه دمایی سطحی حیاتی برای بیشتر محیط های پلیمریزاسیون تقریباً 15{23}}25 درجه بالاتر از دمای رزین حجیم است. در زیر این سطح رسوب تدریجی و کنترل شده است. در بالای آن، رسوب با سرعت زیادی پیش می رود. غلاف 316 ضخیم تر، دمای سطح بیشتری را برای چگالی وات معین ایجاد می کند. بنابراین، بخاری‌های دیواره ضخیم{24} با دمای توده و توان خروجی یکسان، نسبت به بخاری‌های جدار نازک، مستعد رسوب سریع‌تر هستند.

چگونه ضخامت دیوار بر چرخه تمیز کردن رسوب تأثیر می گذارد
ضخامت دیواره غلاف هم بر سهولت تمیز کردن و هم خطر آسیب به غلاف در صورت انجام تمیز کردن دوره ای (معمولاً هر 2 تا 4 هفته) تأثیر می گذارد. تمیز کردن غلاف‌های دیواره نازک-زیر 1.0 میلی‌متر آسان‌تر است زیرا لایه رسوب‌دهنده در زمان تمیز کردن نازک‌تر است زیرا دمای سطح پایین‌تر نرخ رسوب را کاهش می‌دهد. با این حال، روش‌های تمیز کردن مکانیکی مانند خراشیدن، برس زدن یا جت‌های آب با فشار بالا می‌توانند با سوراخ کردن یا سوراخ کردن دیواره‌های نازک به آنها آسیب برسانند. غلاف‌های ضخیم‌تر از 1.8 میلی‌متر دارای دیواره‌های ضخیم هستند و با تمیز کردن مکانیکی شدید آسیب نمی‌بینند، اما سریع‌تر رسوب می‌کنند و رسوبات ضخیم‌تر و مستحکمی‌تر را تشکیل می‌دهند که جدا کردن آنها سخت‌تر است. بنابراین، ضخامت دیواره ایده‌آل برای رسانه‌های پلیمریزاسیون، مصالحه‌ای بین ضخامت کافی برای مقاومت در برابر تمیز کردن و نازک بودن کافی برای حفظ دمای سطح زیر آستانه برای رسوب‌گیری سریع است. این بهینه برای اکثر کاربردهای رزین در محدوده 1.2 میلی متر تا 1.6 میلی متر است.

ضخامت دیوار پیشنهادی برای سرویس رسانه پلیمریزاسیون
جدول زیر ضخامت دیواره غلاف 316 توصیه شده را برای بخاری های غوطه وری الکتریکی برای مخازن چسب و چسب، بر اساس دمای رسانه حجیم، میزان رسوب پیش بینی شده و تکنیک تمیز کردن فهرست می کند.

نرخ پلیمریزاسیون دمای رسانه حجیم در دمای حجیم چگالی وات توصیه شده 316 ضخامت دیواره دمای سطح غلاف در ضخامت توصیه شده نرخ رسوب مورد انتظار روش تمیز کردن توصیه شده
20 – 40 درجه (شروع سرد، پخت آهسته) بسیار کم 8 – 12 وات بر سانتی‌متر{4}} – 1.4 میلی‌متر 40 – 60 درجه < 0.05 میلی‌متر/هفته شستشوی شیمیایی فقط 40 تا 60 درجه (گرم، پخت ملایم) کم 6 – 10 وات بر سانتی‌متر 6 – 6 – 1 درجه 0.05 - 0.15 میلی‌متر/هفته برس شیمیایی یا نرم 60 - 80 درجه (درمان فعال) متوسط 4 - 8 وات بر سانتی‌متر{23}} - 1.8 میلی‌متر 80 - 100 درجه 0.15 - 0.40 میلی‌متر در هفته شیمیایی و مکانیکی بالا 80 -30 درجه (راپید) W/cm{33}} – 2.0 mm 100 – 120 درجه 0.40 – 1.00 mm/heft تمیز کردن مکرر شیمیایی 100 – 120 درجه (خیلی سریع) بسیار زیاد 2 – 4 W/cm² 1.8 – 2.5 mm 2.5 – 120 – 100 درجه ویژه در هفته پوشش نچسب-
>120 درجه بسیار زیاد زیر 2 W/cm2 توصیه نمی شود بیش از 140oC خرابی سریع تغییر بخار یا گرمایش خارجی
در دمای محیط حجیم بالای 100 درجه، پلیمریزاسیون فعال برای غلاف فولادی ضد زنگ 316 بدون در نظر گرفتن ضخامت دیواره پیشنهاد نمی شود. دمای سطح لازم برای بدست آوردن چگالی وات عملی به ناچار بالاتر از آستانه رسوب گیری سریع خواهد بود. در این شرایط، مهندسان ممکن است بخواهند گرمایش مخزن خارجی (اعم از ژاکت یا سیم پیچ) یا تغییر به یک غلاف با روکش نچسب را بررسی کنند. پوشش‌های PTFE یا فلوروپلیمر روی غلاف‌های 316 می‌توانند سطحی با انرژی کم- فراهم کنند که مواد پلیمریزه شده محکم به آن نمی‌چسبند و می‌توانند میزان رسوب را 70 تا 90 درصد کاهش دهند. با این حال، پوشش‌ها هزینه را اضافه می‌کنند و ممکن است بسته به نوع پوشش، حداکثر دمای عملیاتی را به 200-260 درجه محدود کنند.

تغییرات طراحی برای به حداقل رساندن رسوب بدون افزایش ضخامت دیوار
در مواردی که غلاف 316 دیواره نازک زیر 1.2 میلی متر برای پاسخ حرارتی در سیالات پلیمریزاسیون مطلوب است، سه پیشرفت طراحی برای کاهش نرخ رسوب بدون افزایش ضخامت دیواره نشان داده شده است. اولین مورد بهبود گردش خون روی سطح بخاری است. با افزایش سرعت سیال از ساکن به 0.5 متر بر ثانیه، به دلیل بهبود ضریب انتقال حرارت جانبی، دمای سطح را می توان 10 تا 15 درجه برای همان چگالی وات کاهش داد. دمای سطح پایین‌تر مستقیماً بر سرعت پلیمریزاسیون تأثیر می‌گذارد. تغییر دوم این است که بخاری را با تراکم وات بیشتر به جای کارکردن مداوم با تراکم وات کمتر، چرخه کنید. یک بخاری ۱۲ وات بر سانتی‌متر مربع که ۵ دقیقه روشن و ۱۰ دقیقه خاموش می‌ماند، می‌تواند همان قدرت متوسط ​​بخاری‌هایی را که با سرعت ۸ وات بر سانتی‌متر مربع کار می‌کند، داشته باشد، اما دمای پیک سطح بالاتر است. عملیات دمای بالا در واقع ممکن است رسوب زدگی را افزایش دهد، بنابراین عملکرد متناوب تنها زمانی سودمند است که زمان خاموش شدن به غلاف اجازه دهد تا زیر آستانه پلیمریزاسیون خنک شود تا از تجمع رسوب جلوگیری شود. تغییر نهایی، صیقل دادن سطح غلاف به درخشش آینه ای کمتر از 0.2 میکرون رادیوم است. سطوح صاف تر برای تمیز کردن آسان تر است، زیرا پلیمرها مکان های هسته زایی کمتری برای چسبیدن دارند. الکتروپلی کردن 316 غلاف می تواند میزان رسوب را تا 20-40 درصد در مقایسه با- روکش های فرسوده کاهش دهد. در برنامه‌هایی که رسوب برای کاربردهای حیاتی غیرقابل قبول است، مهندسان باید یک طراحی غلاف دوگانه با یک آستین بیرونی قابل جابجایی را مشخص کنند. آستین بیرونی که از دیواره نازک-316 یا از مواد روکش شده نچسب ساخته شده است، رسوبات را جمع می‌کند و می‌توان آن را مرتباً بدون رها کردن کل بخاری تعویض کرد. این تکنیک هزینه‌های اولیه دارد اما هزینه‌های عملیاتی طولانی‌مدت در سرویس‌های رسوب‌گیری شدید را کاهش می‌دهد. هنگام تعیین بخاری برای رسانه های پلیمریزاسیون، همیشه از سازنده بخاری دمای سطح پیش بینی شده را برای چگالی وات درخواستی و ضخامت دیواره درخواست کنید. این دما را با آستانه پلیمریزاسیون تعیین شده برای رزین یا چسب خاص مقایسه کنید. اختلاف 10 درجه می تواند تفاوت بین شش ماه کارکرد بدون مشکل و خاموش شدن تمیز کردن هفتگی باشد.