קו פוספטינג הבחין שלמכל שלו לוקח יותר זמן להגיע לנקודת הקבע בכל חודש. זרם המחמם התאים ללוחית השם, הבקר קרא לחום, ומשטח המחמם מעל הנוזל נראה נקי. כאשר התנור נמשך לבדיקה, השליש התחתון של המעטפת נקבר מתחת לשכבה של 25 מ"מ של משקעים דחוסים- פוספט ברזל, אבנית וגריסים שהתיישבו והתגבשו על רצפת המיכל.
כיסוי משקעים הוא גורם שכיח אך לעתים קרובות מתעלם ממנו לאובדן תפוקת מחמם טבילה PTFE. שכבת המשקעים מבודדת את החלק התחתון של המחמם, לוכדת חום ומאלצת את המחמם לפעול חם יותר כדי לספק את אותה תפוקה. טמפרטורת פני השטח הגבוהה מאיצה את פירוק ה-PTFE ומגבירה את צריכת האנרגיה.
כיצד משקעים מצטברים על קטע המחמם התחתון
משקעים שוקעים על ידי כוח הכבידה. במיכל עם זרימה נמוכה בסמוך לתחתית, המשקעים מצטברים על הרצפה ונגד החלק התחתון של המחמם. שכבת המשקעים גדלה כלפי מעלה ככל שיותר מוצקים שוקעים.
שכבת המשקעים בדרך כלל צפופה יותר ומאוחדת יותר מאבנית על משטח המחמם. זוהי תערובת של מוצקים משקעים, מוצרי קורוזיה וחלקיקים מועברים. המוליכות התרמית של המשקע תלויה בהרכבו ובנקבוביות שלו, אך היא בדרך כלל נמוכה ממעטפת ה-PTFE.
| סוג משקעים | מקור טיפוסי | מוליכות תרמית | שיעור ההפקדה | זמן כיסוי |
|---|---|---|---|---|
| ברזל פוספט | תגובת פוספטינג | 0.5–1.0 W/m·K | גָבוֹהַ | 2-6 חודשים |
| מתכת הידרוקסיד | אמבט ציפוי גרור- החוצה | 0.2–0.5 W/m·K | לְמַתֵן | 4-10 חודשים |
| סידן פחמתי | מים קשים | 1.0–2.0 W/m·K | נמוך-בינוני | 6-18 חודשים |
| בוצה מעורבת | מספר מקורות | 0.3–0.8 W/m·K | גָבוֹהַ | 2-6 חודשים |
סוגי משקעים ומאפייני השקיעה שלהם
מדוע השליש התחתון מושפע ביותר
השליש התחתון של המחמם הוא הקרוב ביותר לרצפת המיכל, שם שוקע המשקעים. זה גם האזור עם מהירות הזרימה הנמוכה ביותר ברוב המיכלים. הזרימה היא החזקה ביותר על פני השטח, שם נוצרת התסיסה, והחלשה ביותר בתחתית, שם המשקעים מצטברים.
שכבת המשקעים בשליש התחתון יוצרת מחסום תרמי. החום שנוצר על ידי המחמם חייב לחצות את שכבת המשקעים לפני שהוא מגיע לנוזל בתפזורת. המשקע מוסיף התנגדות תרמית, מה שמעלה את טמפרטורת פני המחמם.
עבור תנור חימום הפועל ב-1.2 W/cm², שכבת משקעים של 25 מ"מ עם מוליכות תרמית של 0.5 W/m·K מוסיפה כ-60 מעלות של ירידה בטמפרטורה. טמפרטורת פני החימום עולה בכמות זו, מה שיכול לדחוף את ה-PTFE לטווח השפלה.
ההשפעה על ביצועי המחמם
המשקעים-המכוסים בשליש התחתון של המחמם תורם פחות חום לאמבטיה. שטח הפנים האפקטיבי של המחמם מצטמצם. המחמם חייב לפעול חם יותר כדי לספק את אותה תפוקת החום הכוללת, וצריכת האנרגיה עולה.
המשקעים גם משנה את דפוס הזרימה סביב המחמם. שכבת המשקעים עלולה לחסום את תעלות הזרימה בתחתית המחמם, להפחית את המחזור הכולל וליצור אזורים מתים.
מניעת כיסוי משקעים
המניעה היעילה ביותר היא להסיר את המשקעים לפני שהוא מצטבר. ניקוי מיכל קבוע-כל 3-6 חודשים באמבטיות-עבותות מוצקים-מונע משכבת המשקעים להגיע לעוביים המשפיעים על ביצועי המחמם.
שיפור הזרימה בתחתית המיכל מפחית את הצטברות המשקעים. צינור זרזיף או מחנך המכוון לאורך רצפת המיכל שומר על המשקעים תלויים ומאפשרים להסירו על ידי סינון.
תנור חימום המותקן מעל רצפת המיכל-על עמודים או סוגרים-מפחית את השטח של המחמם החשוף לשכבת המשקעים. המשקעים מצטברים על הרצפה, אבל התנור נמצא מעליו.
| אמצעי מניעה | השפעה על משקעים | יישום | עֲלוּת |
|---|---|---|---|
| ניקוי מיכל רגיל | מסיר משקעים | לוח זמנים לתחזוקה | לְמַתֵן |
| ספוג תחתון או מחנך | שומר על משקעים תלויים | התקנת ציוד | לְמַתֵן |
| הרכבה מוגבהת לחימום | מונע מגע עם משקעים | עיצוב הרכבה | נָמוּך |
| מלכודת בוצה | אוסף משקעים | עיצוב טנק | גבוה יותר |
אמצעי מניעה לכיסוי משקעים של מחממי טבילה מסוג PTFE
כאשר כיסוי משקעים מצביע על בעיית עיצוב
תנור חימום שמאבד תפוקה עקב כיסוי משקעים למרות ניקוי קבוע מצביע על כך שעיצוב המיכל או התקנת התנור אינם מתאימים ליישום. תצורת תנור טבילה PTFE מותאמת אישית עם הרכבה מוגבהת, זרימה תחתית משופרת וצפיפות וואט נמוכה יותר מטפלת בשורש של כיסוי משקעים. תהליך המפרט דורש את כימיית האמבט, קצב ייצור מוצקים, ממדי מיכל והספק הנדרש. עבור מתקנים עם אמבטיות עיבוד גבוהות של-מוצקים, גישה ספציפית ליישום-מפחיתה אובדן פלט הקשור למשקעים- ומאריכה את חיי השירות של המחמם.
