חנות גימור מתכת משכה תנור טבילה PTFE ממיכל ניקוי אלקליין לאחר חמישה חודשי שירות. משטח המעטפת היה מכוסה בסרט קשיח וזגוגי שהתנגד להסרה על ידי חומצה מדוללת. צוות התחזוקה נאלץ להשתמש באיזמל כדי לשבור את הסרט, אשר חרק את ה-PTFE בכמה מקומות. הסרט לא היה אבנית סידן פחמתי רגילה. זו הייתה זכוכית סיליקט שהתמזגה על משטח המחמם.
סרטי זכוכית סיליקט הם בין המשקעים העקשנים ביותר שנמצאו בתנורי טבילה PTFE. הם נוצרים באמבטיות ניקוי אלקליין המכילות נתרן סיליקט, תוסף נפוץ המשמש לחציצה, עיכוב קורוזיה והשעיית אדמה. הסיליקט מתפלמר על משטחים חמים ויוצר שכבה דמוית זכוכית- הנקשרת כימית ל-PTFE.
מדוע נוצרים סרטי סיליקט על משטחים חמים
נתרן סיליקט הוא תערובת של תחמוצת נתרן וסיליקון דו חמצני. בתמיסה, הוא קיים כיוני סיליקט. כאשר התמיסה נוגעת במשטח חם, הסיליקט מפילמר את-יוני הסיליקט המקושרים יחד ליצירת שרשראות ורשתות ארוכות. הפילמור מונע על ידי הטמפרטורה ועל ידי אידוי המים על פני השטח החמים.
הסיליקט הפולימר יוצר סרט קשיח, עמיד כימית וקשור היטב למשטח. הסרט גדל ככל שיותר מרבצי סיליקט. הוא הופך עבה יותר ודומה יותר לזכוכית-עם הזמן. שלא כמו אבנית קרבונט, הנדבקת באמצעות חיבור מכני, סרטי סיליקט נקשרים כימית למשטח ה-PTFE.
| ריכוז סיליקט | טמפרטורת אמבטיה | טמפרטורת פני המעטפת | קצב היווצרות הסרט | זמן עד 1 מ"מ סרט |
|---|---|---|---|---|
| 1–2% | 60 מעלות | 75 מעלות | נָמוּך | 6-12 חודשים |
| 2–4% | 70 מעלות | 85 מעלות | לְמַתֵן | 3-6 חודשים |
| 4–6% | 75 מעלות | 95 מעלות | גָבוֹהַ | 6-12 שבועות |
| >6% | 80 מעלות | 105 מעלות + | גבוה מאוד | 3-6 שבועות |
קצב היווצרות סרט סיליקט כפונקציה של ריכוז וטמפרטורת הנדן
מדוע סרטי סיליקט מזיקים יותר מסקלת קרבונט
אבנית קרבונט היא רכה ונקבוביות יחסית. הוא נצמד על ידי שלובים מכניים וכוחות ואן דר ואלס חלשים. חומצה מדוללת ממיסה אותו, ומשטח ה-PTFE מתחת לרוב שלם.
סרטי סיליקט הם שונים. הם קשים, צפופים וקשורים כימית ל-PTFE. רשת הסיליקט יוצרת קשרים קוולנטיים עם פני הפולימר. הסרט אינו מתמוסס בחומצה. זה דורש ניקוי אלקליין או הסרה מכנית.
הסרה מכנית-גרידה, סיתות או פיצוץ שוחקים-פוגעת ב-PTFE ויוצרת אתרי גרעין להיווצרות סרטים עתידיים. האזורים הפגועים פתוחים יותר להדבקת סיליקט מאשר המשטח החלק המקורי.
תפקידה של טמפרטורת פני המעטפת
קצב פילמור הסיליקט עולה עם הטמפרטורה. כל עלייה של 10 מעלות מכפילה בערך את הקצב. תנור חימום הפועל בטמפרטורת פני השטח של 95 מעלות יוצר סרט סיליקט פי שניים מהר יותר מאשר אחד ב-85 מעלות.
טמפרטורת פני השטח תלויה בצפיפות הוואט ובתנאי הזרימה. תנור חימום הפועל בעוצמה של 1.4 ואט/סמ"ר באמבטיה נסערת בינונית עשויה להיות בעלת טמפרטורת פני השטח של 15-20 מעלות מעל הנפח. תנור חימום ב-0.9 W/cm² עשוי להיות בעל טמפרטורת פני השטח רק 10-12 מעלות מעל הנפח. צפיפות הוואט הנמוכה מפחיתה את טמפרטורת פני השטח ומאטה את היווצרות הסרט.
מניעת היווצרות סרט סיליקט
המניעה היעילה ביותר היא הפחתת טמפרטורת פני המעטפת. צפיפות וואט נמוכה יותר שומרת על פני השטח קרירים יותר ומאטה את קצב הפילמור. תנור חימום הפועל בעוצמה של 0.9 ואט/ס"מ עשוי לקחת פי שניים יותר זמן ליצור סרט בגודל 1 מ"מ מאשר אחד ב-1.4 ואט/סמ"ר.
משטח מלוטש מפחית את חוזק ההידבקות של סרט הסיליקט. משטח חלק מספק פחות אתרי גרעין ופחות חיבורים מכניים. משטחים מלוטשים מאריכים את מרווח הניקוי ב-30-50% בהשוואה למשטחים סטנדרטיים.
ניקוי קבוע מסיר את הסרט לפני שהוא הופך סמיך ועיקש. קל יותר להסיר סרט דק מאשר סרט עבה. מרווח הניקוי צריך להיות מבוסס על ממצאי בדיקה, ולא על לוח שנה קבוע.
| אמצעי מניעה | השפעה על היווצרות הסרט | יישום |
|---|---|---|
| צפיפות וואט נמוכה יותר, 0.9 W/cm² | פילמור איטי יותר | עיצוב תנור חימום |
| משטח מלוטש | הדבקה מופחתת | גימור מחמם |
| ניקוי קבוע | מונע סרט עבה | לוח זמנים לתחזוקה |
| ריכוז סיליקט מופחת | שיעור הפקדה נמוך יותר | בקרת כימיה באמבטיה |
אמצעי מניעה להיווצרות סרט סיליקט בחומרי ניקוי אלקליין
ניקוי סרטי סיליקט מבלי לפגוע במחמם
סרטי סיליקט אינם מתמוססים בחומצה. הם דורשים ניקוי אלקליין או הסרה מכנית.
תמיסת ניקוי אלקלית-בדרך כלל 5-10% נתרן הידרוקסיד ב-50-60 מעלות -יכולה לרכך את סרט הסיליקט ולאפשר להבריש אותו. יש להזרים או לעורר את תמיסת הניקוי כדי לשמור על מגע עם הסרט. יש לבדוק את המחמם לאחר הניקוי כדי לוודא שהסרט הוסר.
הסרה מכנית צריכה להיות מוצא אחרון. אם יש צורך בהסרה מכנית, השתמש במגרד פלסטיק או במברשת רכה. אל תשתמש במברשות תיל, מגרדי מתכת או רפידות שוחקות, שיפגעו ב-PTFE.
כאשר סרט סיליקט מצביע על בעיה במפרט
מחמם שמפתח סרטי סיליקט עבים למרות ניקוי קבוע מעיד על כך שהמחמם פועל בצפיפות וואט גבוהה מדי עבור כימיה האמבטיה. תצורת תנור טבילה PTFE מותאמת אישית עם צפיפות וואט נמוכה יותר, משטח מלוטש ושטח פנים גדול יותר מטפלת בגורם השורש של שקיעת סיליקט. תהליך המפרט דורש את כימיית האמבט, את ריכוז הסיליקט, את טמפרטורת הפעולה ואת ההספק הנדרש. עבור מתקנים עם סיליקט-המכילים חומרי ניקוי אלקליין, גישה ספציפית ליישום-מפחיתה את היווצרות הסרט ומאריכה את חיי השירות של המחמם.
