Máy gia nhiệt PTFE hoạt động như thế nào trong bể đánh bóng điện cho thép không gỉ?

Thép không gỉ được làm nhẵn để có độ sáng bóng-rực rỡ, chống ăn mòn bằng cách đánh bóng điện, một quá trình bao gồm việc ngâm trong bể axit nóng, nhớt. PTFE là một trong số ít vật liệu gia nhiệt có thể làm nóng đồng đều hỗn hợp axit photphoric và axit sunfuric mạnh này mà không bị nhiễm bẩn. Sự kết hợp giữa bộ gia nhiệt PTFE và bể đánh bóng điện đã trở thành lựa chọn tiêu chuẩn cho các hoạt động hoàn thiện bề mặt khi độ trơ và độ sạch hóa học là không-có thể thương lượng được.

Môi trường tắm để đánh bóng điện
Đánh bóng bằng điện thép không gỉ thường được thực hiện bằng sự kết hợp đun nóng từ 40 đến 70% axit photphoric (H₃PO₄) và 10 đến 30% axit sunfuric (H₂SO₄) với các chất phụ gia bổ sung nhỏ, chẳng hạn như axit cromic hoặc chất hoạt động bề mặt hữu cơ, trong một số công thức nhất định. Bể có nhiệt độ nóng từ 60 đến 80 độ -đủ để giảm độ nhớt và tăng cường độ dẫn ion nhưng thấp hơn nhiều so với nhiệt độ sôi của axit.

Ở nhiệt độ này, dung dịch đặc và có dạng siro, có độ nhớt gấp nhiều lần so với nước. Độ nhớt cao như vậy gây ra các vấn đề về nhiệt đặc biệt. Tốc độ truyền nhiệt từ thiết bị gia nhiệt ngâm sang dung dịch axit thấp hơn tốc độ truyền nhiệt đến bể mạ nước và vùng ứ đọng có xu hướng hình thành trên bề mặt gia nhiệt trừ khi sử dụng khuấy trộn tích cực.

Tại sao PTFE tốt hơn hệ thống sưởi bằng vỏ kim loại
Bể đánh bóng điện có thể nhanh chóng phá hủy hoặc làm nhiễm bẩn các lò sưởi ngâm truyền thống bằng vỏ kim loại bằng thép, titan hoặc hợp kim. Axit photphoric và sulfuric tấn công hầu hết các kim loại ở nhiệt độ 60-80 độ. Titan sẽ chịu được axit sunfuric tinh khiết trong một số trường hợp nhưng sẽ bị tấn công bởi hỗn hợp axit photphoric đậm đặc. Đáng kể hơn là bất kỳ sự ăn mòn kim loại nào cũng giải phóng các ion vào bể. Các ion sắt, nickle, crom hoặc titan. Chúng bị mắc kẹt trong lớp được đánh bóng bằng điện và gây ra các vết nứt trên bề mặt, các mảng xỉn màu hoặc rỗ.

Lò sưởi ngâm PTFE (polytetrafluoroethylene) giải quyết cả hai mối lo ngại này. Vật liệu này hoàn toàn có khả năng chống lại axit photphoric và sulfuric trong toàn bộ phạm vi nhiệt độ hoạt động. Không có phản ứng hóa học và không có sự rửa trôi các ion kim loại. Ngoài ra, bề mặt chống dính của PTFE ngăn không cho axit dạng xirô, nhớt dính vào hoặc đọng lại trên vỏ lò sưởi. Tính năng tự làm sạch này cho phép hiệu suất truyền nhiệt được ổn định trong khoảng thời gian vài tháng để hoạt động liên tục.

Trong thực tế, bố trí bể đánh bóng điện hóa bằng bộ gia nhiệt PTFE hoạt động hàng nghìn giờ mà không quan sát thấy sự xuống cấp của vật liệu vỏ bọc. Sự mài mòn duy nhất được nhận thấy trong quá trình lắp đặt thực tế là sự mài mòn nhẹ do xử lý hoặc do các hạt rắn lơ lửng trong bồn được sử dụng nhiều.

Các khía cạnh hiệu suất nhiệt
Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa của PTFE là khoảng 110 độ, vượt quá giới hạn trên 80 độ của bể đánh bóng điện. Vì vậy, lò sưởi không bị căng thẳng về nhiệt. Tuy nhiên, độ nhớt cao của bể đòi hỏi phải xem xét cẩn thận mật độ watt và chuyển động của chất lỏng.

Mật độ watt được khuyến nghị cho bộ gia nhiệt PTFE trong bể đánh bóng điện là Nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 W/cm2. Thông thường, mức 1,0 W/cm2 thận trọng hơn được sử dụng. Đây là mức dưới 1,5 W/cm2 được phép đối với dung dịch nước được khuấy-tốt. Có hai lý do:

Đối với chất lỏng nhớt, hệ số truyền nhiệt đối lưu thấp hơn, do đó nhiệt thoát ra khỏi vỏ bọc với tốc độ chậm hơn.

Điều này có thể dẫn đến sự phân hủy axit hoặc sự sôi cục bộ của hàm lượng nước dẫn đến hình thành bong bóng trên vỏ bọc, làm suy giảm thêm khả năng truyền nhiệt.

Cần khuấy trộn để đạt được nhiệt độ bể đồng đều và tránh các vùng nóng. Phổ biến là trộn cơ học, máy khuấy đặt phía dưới hoặc máy bơm tuần hoàn. Việc phun không khí thường được tránh vì nó đưa oxy và hơi ẩm vào có thể làm thay đổi tính chất hóa học của chất điện phân.