یک بخاری غوطه‌وری PTFE، که از یک مخزن فسفاته به شدت لجن کشیده شده است، می‌تواند با یک پوسته ضخیم و پخته شده از نمک‌های فلزی خاکستری بیرون بیاید. اما در زیر پوسته، سطح زیرین غلاف خود داستانی را بیان می کند. یک غلاف با روکش مات و خشن از نظر میکروسکوپی، میلیون‌ها نقطه لنگر کوچک را برای اولین بلورهای مقیاس فراهم می‌کند تا روی آن بچسبند. در مقابل، غلاف با روکش شیشه ای و صیقلی، پایه های بسیار کمتری را ارائه می دهد، و فلس، اگرچه هنوز شکل می گیرد، ضعیف تر به هم می چسبد و راحت تر از بین می رود یا تمیز می شود. این تفاوت در پرداخت سطح فقط یک جزئیات آرایشی نیست{4}}بلکه یک عامل مهندسی تعیین کننده در مبارزه با چسبندگی لجن است.

منشاء تولید زبری سطح

زبری سطح غلاف PTFE نتیجه مستقیم فرآیند ساخت آن است. یک لوله استاندارد PTFE با اکستروژن خمیر پودر PTFE خوب و به دنبال آن پخت در دمای بالا تولید می شود. این فرآیند به طور طبیعی سطحی کمی ناهموار و مات ایجاد می کند که برای بسیاری از کاربردهای گرمایشی همه منظوره کاملاً کافی است. تپه‌ها و دره‌های میکروسکوپی سطح غلاف، پایه‌های پنهانی هستند که رسوب‌ها از آنجا شروع به صعود می‌کنند. با این حال، برای شدیدترین خدمات رسوب‌زدایی-مانند حمام‌های فسفاته، مخازن آب‌کشی آبکاری، یا تصفیه فاضلاب صنعتی{5}}یک تولیدکننده بخاری ممتاز می‌تواند یک غلاف «صیقل‌شده» ارائه دهد. این امر با یک فرآیند صاف کردن حرارتی یا مکانیکی ثانویه، مانند پرداخت شعله، براق کردن مکانیکی، یا یک درمان تخصصی پس از تف جوشی به دست می آید.

چگونه سطح کار بر چسبندگی لجن تأثیر می گذارد

نقش خلأهای کوچک و ناهمواری ها

یک غلاف PTFE صیقلی دارای تعداد ریزحفره‌ها، ترک‌ها و ناهنجاری‌های سطحی است. در عمل، سطح صاف‌تر، محل‌های هسته‌زایی موجود را برای ترکیبات تشکیل‌دهنده رسوب (مانند فسفات کلسیم، هیدروکسید آهن یا صابون‌های فلزی) برای کریستال شدن و چسبیدن به حداقل می‌رساند. نتیجه سرعت کمتر تجمع رسوب، فواصل طولانی‌تر بین چرخه‌های تمیز کردن دستی و کاهش خطر ایجاد یک نقطه داغ محلی و عایق در زیر یک لایه لجن ضخیم است. یک نقطه داغ محلی می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد PTFE، تسریع در پیری آن و به طور بالقوه باعث خرابی غلاف شود.

کمی کردن زبری سطح

زبری سطح معمولاً بر حسب Ra (میانگین محاسباتی زبری) در میکرومتر اندازه گیری می شود. یک غلاف استاندارد PTFE ممکن است مقدار Ra در محدوده 0.5 تا 1.0 میکرومتر داشته باشد که در لمس کمی مات به نظر می رسد. در مقابل، یک غلاف PTFE صیقلی می‌تواند به Ra کمتر از 0.2 میکرومتر برسد و به ظاهری براق و تقریباً مرطوب نزدیک شود. این کاهش بیش از 60 درصدی در ریز زبری به طور چشمگیری پتانسیل در هم قفل شدن مکانیکی بین لجن و غلاف را کاهش می دهد.

هم افزایی با انرژی سطح پایین PTFE

انرژی سطح پایین طبیعی PTFE (تقریباً 18 mN/m) در برابر چسبندگی بهتر از اکثر فلزات یا پلاستیک ها مقاومت می کند. روکش صاف این ویژگی را با حذف مکان‌های پرانرژی (لبه‌های تیز و حفره‌های میکروسکوپی) که نیروهای واندروالس و عملکرد مویرگی می‌توانند لجن را محکم‌تر نگه دارند، افزایش می‌دهد. ترکیبی از یک پلیمر شیمیایی خنثی و کم انرژی و یک سطح صیقلی سدی بزرگ در برابر رسوب ایجاد می کند.

راچسبندگی لجن پایان غلاف بخاری PTFEبنابراین رابطه ساده است: پرداخت صاف تر به معنای نقاط هسته ای کمتر، استحکام پیوند ضعیف تر و تمیز کردن آسان تر است. این یک مزیت نظری نیست{1}}در آزمایش‌های صحرایی کنار هم تأیید شده است که در آن غلاف‌های صیقلی تا 50 درصد کمتر به مداخلات تمیز کردن در مقایسه با غلاف‌های مات استاندارد در شرایط خدمات یکسان نیاز دارند.

مفاهیم عملی برای انتخاب و نگهداری بخاری

سطح صاف تر فقط آرایشی نیست. این یک ویژگی مهندسی کاربردی و ضد رسوب است که هزینه تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و عمر طولانی تر بخاری را به همراه دارد. هنگام تعیین یک بخاری PTFE برای یک کاربرد مستعد لجن، باید به صراحت سطح را درخواست کرد. بسیاری از تولیدکنندگان یک گزینه "براق" یا "فوق العاده صاف" را به عنوان ارتقاء درجه یک ارائه می دهند. هزینه اضافی معمولاً در سال اول بهره برداری از طریق خاموش شدن کمتر برای تمیز کردن و کاهش خطر خرابی زودرس غلاف به دلیل گرمای بیش از حد موضعی جبران می شود.

برای تاسیسات موجود، غلاف زبر یا مات را می توان تا حدی با تمیز کردن دقیق و غیر ساینده بهبود بخشید. با این حال، هنگامی که سطح توسط برس های سیمی یا خراش های مکانیکی خراشیده شد، زبری افزایش می یابد و رسوب آینده را بدتر می کند. بنابراین، پروتکل های تمیز کردن بخاری های PTFE باید همیشه از اسفنج های نرم یا رسوب زداهای شیمیایی استفاده کنند که سطح را ساییده نکنند.

نتیجه گیری: پیروزی در نبرد میکروسکوپی در برابر رسوب

غلاف PTFE صیقلی یک ارتقا عمدی و درجه یک ضد رسوب{0}}یک راه حل ساده مهندسی سطحی است که با تجمع بی امان لجن در منشا آن مبارزه می کند. با کاهش تعداد پایه های میکروسکوپی، شروع رسوب را کند می کند، فواصل تمیز کردن را افزایش می دهد و از بخاری در برابر آسیب های نقطه داغ محافظت می کند. جنگ علیه رسوب در میدان نبرد میکروسکوپی سطح برنده یا باخته است و یک غلاف صاف و صیقلی PTFE به اپراتور مزیت برنده را می دهد.