מחזורי מיקרו-השפלה מהשפעה מ--התכווצות בועה במהירות גבוהה
מיכלי ריצוף, תחריט PCB והפעלת פני השטח מסתמכים על מזרזי אוויר, מערבולות סילון וחירי זרימה גבוהה- כדי להומוג את טמפרטורת האמבט וריכוז היונים. כאשר זרימת הזרקת הגז או מהירות המשאבה חורגת ממגבלות התכנון, נוצרות בועות אוויר מיקרו מסיביות ומסתובבות לצד משטחי תנור טבילה מסוג PTFE. זרימת נוזלים במהירות גבוהה- נושאת בועות כדי לפגוע בקירות הצינור ברציפות; בועות קורסות באופן מיידי תחת עליות לחץ מקומיות, מה שיוצר גלי הלם מיקרו מיידי וסילוני מיקרו-בטמפרטורה גבוהה הפוגעים שוב ושוב במשטחי פלואורפולימר. שלא כמו טנקים נסערים במתינות עם זרימת בועות עדינה, אוורור וקישור מוגזם יוצרים בורות פגיעה מקובצים צפופים, ריסוק פני השטח ודילול דופן מהיר מקומי. נזק לקוויטציה מוגבר עוד יותר כאשר יונים קורוזיביים חודרים לבורות מיקרו-השפעה טריים לאחר כל מחזור התמוטטות בועות, ויוצרים מערכת פירוק מכאנית-מכאנית ומורכבת כימית. בדיקות ניגודיות של זרימת תסיסה במעבדה מראים שתנורי חימום המופעלים תחת פרמטרי אוורור{11}}נמוכים מכוילים שומרים על חיי שירות יציבים של 18-24 חודשים, בעוד שיחידות החשופות לקוויטציה{14}}יתר של אוורור סובלות משחיקה חמורה של גורות בתוך 10 חודשים. מאמר זה מרחיב את מנגנוני השחיקה הכימיים המשולבים בבועת קוויטציה, מסביר את הליבה ההנדסית-בין תסיסה חזקה-במהירות גבוהה להגנה נגד-קוויטציה, ומספק תקני התאמה מדורגים נגד-מחממי קוויטציה.
הנדסת ליבה חילוץ-בין-תנועות אוורור בנפח גבוה ובקרת שחיקת קוויטציה
מיקסום מהירות זרימת האוויר והזרימה מקצרת את זמן ההומוגניזציה של טמפרטורת האמבט ומשפרת את אחידות ציפוי חלקי העבודה, אך עם זאת זרימת בועות מוגזמת בלתי מבוקרת גורמת להשפעה מתמשכת של הלם קוויטציה השוחקת באופן מכאני את השכבות החיצוניות של PTFE. הגבלת מהירות האוורור והשאיבה לטווחים המתונים-שצוינו במפעל מבטלת את הלם התמוטטות הבועות האלים באופן יסודי, אך עם זאת מאריכה את זמן ערבוב האמבט ומפחיתה מעט את עקביות העיבוד של חלקי העבודה לייצור אצווה-עומס גבוה. מחמם טבילה סטנדרטי יצוק PTFE בעל עמידות נמוכה בפני פגיעות על פני השטח ללא שינוי צלב-נוגד שחיקה- קומפקטי. גלי הלם מיקרו- חוזרים ונשנים של קוויטציה שוברים במהירות את הקומפקטיות המולקולרית של פני השטח ויוצרים תעלות חדירת יונים קבועות על מקטעי צינור העומדים בפני פגיעת סילון ישירה ובועה.
טבלת סיכוני פיתול של מחמם טבילה מבית PTFE
| שעות חשיפה יומיות רציפות-בבועות | סטיית זרימת אוורור מעל כיול סטנדרטי | Cavitation Pitting מהירות הצטברות פירוק מרוכב | חיי שירות יציבים ממוצעים | מבנה חימום נגד קוויטציה מומלץ.- |
|---|---|---|---|---|
| פחות מ-3 שעות או שווה ל-3 שעות יומיות מתון מעל-אוורור, מווסת מגבלת זרימה מותקנים | עודף זרימה קל פחות או שווה ל-20% מעל הערך הנקוב | איטיים דלילים מפוזרים במיקרו-השפעות מט על זרימה-הפונים לצידי הצינור | 17-23 חודשים | דוד טבילה סטנדרטי יצוק PTFE |
| 3-7 שעות אוורור מתמשך מדי יום, ללא הגבלת זרימה | עודף תזרים מתון 20%–50% מעל הערך הנקוב | הרחבה מתונה של בור מקובץ על פסי צינור אנכיים שנפגעו-בסילון | 11-15 חודשים | משטח דחוס בינוני צולב-אנטי-קוויטציה בינוני עבה-קיר טבילה PTFE |
| למעלה מ-7 שעות מסביב-בשעון-בשעון זרימה גבוהה במיוחד-, זרמים לא מווסתים לחלוטין | Severe flow surplus >50% מעל הערך המדורג | מקבצי בורות חללים חופפים עמוקים ודילול קירות חודרים מקומיים | 4-9 חודשים | מחמם טבילה בצורת PTFE עבה-עבה-עבה ללא תפרים |
Cavitation Bubble Dual Shock-מנגנון פירוק כימי
עודף אוורור מייצר בועות מיקרו אוויר מסיביות התלויות בנוזל תהליך זורם-מהיר. כאשר בועות פוגעות במשטח צינור ה-PTFE הקשיח, דוקר לחץ הידרודינמי מקומי מאלץ התפרצות בועות מיידית. כל קריסה משחררת סילוני מיקרו- בלחץ גבוה- ושוק תרמי חולף הפוגעים במשטח הפלואורופולימר, חוצבים בורות פגיעה קטנטנים טריים ומתרופפים מבנה מליטה מולקולרית של פני השטח. אלפי פגיעות של קוויטציה חוזרות ונשנות מרחיבות בורות מבודדים לתוך צבירי מכתשים מחוברים זה לזה על משטחי צינור הפונים ישירות לסילוני תסיסה ויציאות מתפרצות. לאחר כל מחזור התמוטטות בועות, משטחי מיקרו- טריים ובלתי מוגנים נחשפים מיידית לנוזל אמבט קורוזיבי עשיר ביונים-. יוני חומצה, אלקלי ומתכת כבדה חודרים מרווחי פלואורפולימר תת-קרקעיים שהורחבו על ידי הלם קוויטציה. מחזורי חימום{11}}חוזרים ונשנים מעמיקים את חדירת היונים ומפעילים מתח מחזורי של שחול גבישים בתוך בורות חורבות, ומגדילים עוד יותר תעלות פגומות. מדיה קורוזיבית מחלחלת עמוק לתוך רשתות בורות מחוברות זו לזו וחודרת למרווחים בין מעיל PTFE החיצוני ובידוד סיבים פנימיים. שאריות מלח מתכת מוליכות מצטברות בתוך שכבות בידוד, ויוצרות תעלות דליפה קבועות המפחיתות בהתמדה את ההתנגדות הכוללת של בידוד מעבר אחר משמרת. משטחי קוויטציה מחוספסים מכתשים לוכדים יותר בועות מיקרו- צפות וחלקיקים מוצקים מרחפים בנוזל במחזור, מה שמגביר את עוצמת השפעת ההלם שלאחר מכן ומאיץ את התפשטות הבור, ויוצרים לולאה-מחמירה עצמית של שחיקת קוויטציה מחמירה. הנזק מתרכז בכבדות באזורי צינור אנכיים המיושרים עם כיווני יציאת זרימת הבועות וסילון המערבל.
סכנות ייצור הנגרמות כתוצאה מנזק שחיקה ב-Cavitation Pitting
מכתשי מיקרו-מקובצים בקוויטציה מפחיתים בהדרגה את התנגדות הבידוד של התנור, מפעילים{1}}כיבוי תכופים של הגנה מפני דליפות ומפריעים ללוחות זמנים מתמשכים של ציפוי אלקטרוני והפעלת PCB. מקבצי בורות לוכדים בוצה ומשקעים גבישיים ויוצרים שכבות עכבה מבודדות בחום-, היוצרות נקודות חמות בצורת רצועה- אנכית שמשבשות את פיזור טמפרטורת האמבט האחיד וגורמות לאיכות ציפוי או תחריט לא עקבית של חלקי העבודה, מה שמעלה בחדות את שיעורי הגרוטאות. דילול קירות מקומי מתקדם ברצועות הפגיעה בקאוויטציה יוצר בסופו של דבר חורי צינור חודרים, המאפשר מגע ישיר בין חוטי חימום פנימיים ונוזל תהליך מאוורר קורוזיבי וגורם לפס פתאומי בצורת פס-קצר- מקומי במחמם מעגל וגריטה מוחלטת. שברי PTFE מרוסקים רופפים שנשפכו מאזורי קוויטציה שנשחקו-מתערבבים לתוך אמבטיות ציפוי ותחריט נסערות, ומכניסים זיהום חלקיקי פולימר שיוצר חריר, אובך ופגמים בפגמים על פני השטח ברכיבים אלקטרוניים מדויקים ובחלקי עבודה מתכתיים.
פתרונות התאמה מדורגת ופתרונות אופטימיזציה להפחתת קוויטציה מוגזמת
מיכלי אצווה-נמוכים עם עודף זרימה קל ווסתי זרימה יכולים לפרוס מחמם טבילה סטנדרטי PTFE יצוק; התקן פלטות בופה מול משטחי מחמם כדי לפזר סילוני בועות מרוכזים ולהפחית את כוח ההשפעה הישירה של הקוויטציה. קווי ייצור חצי-אוטומטיים למחצה על פני- בינוניים על פני קווי ייצור עם עודף זרימת זרימת משטח בחר משטח דחוס בינוני צלב-קישור נגד-קוויטציה בינוני עבה-תנור טבילה PTFE. שכבה מולקולרית חיצונית דחוסה צפופה מפזרת אנרגיית מיקרו-השפעה של גלי הלם ומאטה היווצרות בורות עמוקים בחשיפה ארוכה ל-cavitation מתונה-. מיכלי ייצור ערבול מתמשך בזרימה כבדה-עם אוורור קיצוני בלתי מווסת חייבים לצייד תנור טבילה PTFE עבה-עבה{13}}עבה-עבה-בקיר-שנגד{15}}קוויטציה. מטריצת פלואורפולימר צמודה-גבוהה בצלב-קשורה ביעילות סופגת ביעילות סילוני מיקרו-קוויטציה חוזרת ונשנית ואנרגיית הלם, עמידה בפני שחיקת קריסת בועות חופפת-לטווח ארוך יחד עם שחיקת יונים קורוזיבית. כללי פעולת בקרת קוויטציה בעורבול עזר: התקן שסתומי מגבלת זרימה והנעי משאבת- משתנה כדי לכסות את זרימת האוורור והסירקולציה בערכים סטנדרטיים מכוילים; ארגן מחדש את זוויות הזרבובית והערבול כדי למנוע סילון ישיר המכוון למשטחי צינור המחמם; הוסף זרמים הומוגניים של זרימת נוזלים כדי לפזר זרמי בועות מרוכזים באופן שווה על פני חתך המכל.{23}
מַסְקָנָה
שקעים עמוקים מקובצים מקומיים ודילול דופן לא אחיד בצורת רצועה- של מחמם טבילה PTFE תחת בועות אוויר ותזוזות מופרזות מקורם בהשפעות הרסניות כפולות: שחיקה חוזרת ונשנית של -מיקרו- אנרגיה גבוהה, הנגרמת על ידי התפרצות מיידית של בועות טריות, זריחה מיידית והתפשטה. cavitation מיקרו-משטחי בור, במקום יישון אמבט נוזל סטטי אחיד. PTFE רגיל ודק דק- רגיל שאינו-מוצלב-חסר זעזועים קומפקטיים-סופג פני השטח וחיזוק מבני צלב{10}}גבוהה-לעמידה לטווח ארוך-התמוטטות מחזורית מתמשכת של התמוטטות בועות. הגבלת זרימת אוורור ומחזור בתוך טווחים מכוילים במפעל בתוספת התקנת מבדלי פיזור סילון להחלשת פגיעת בועות ישירה, בשילוב עם משטח דחוס או צלב-קישור גבוה נגד-קוויטציה עבה-מבני חימום מעוצבים בקיר המותאמים למשך חשיפת קוויטציה יומית, משך זמן אפקטיבי של חשיפת קוויטציה ועודפי זרימה, יכולים לכלול עודפי זרימה. התפשטות ודילול קירות בצורת רצועה- מקומית. ניתן לתכנן צפיפות דחיסות משטח מותאמת אישית ויחסי מייצב קשיחות צולבות-על סמך פריסת מפיץ תסיסה וזרימת אוורור מקסימלית כדי לשמור על ביצועי דופן צינור שלם עבור מערכות מיכלי עיבוד רטובים המועדות-לבועות- גבוהות.
