Može li PFA grijač s pjeskarenom vanjskom površinom (Ra 2,0 µm) smanjiti učestalost čišćenja u servisu obraštanja od polimera u usporedbi s glatkom površinom?

Naslage čvrsto prianjaju na površinu grijača u uslugama obraštanja polimera (kao što je zagrijavanje talina polimera, lateks emulzija ili ljepljivih organskih otopina), smanjujući prijenos topline i zahtijevajući često čišćenje. U usporedbi s glatkom površinom (Ra<0.2 µm), a PFA heater with a sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) can cut cleaning frequency by 40–60%. The actual contact area between the polymer and the heater is decreased by the roughened surface. The Cassie-Baxter model states that a textured surface keeps the polymer from soaking the entire surface by trapping air pockets beneath the fouling layer. Only the tips of the roughness peaks are adhered to by the deposit, which makes it easier to remove during cleaning or even self-clean in flow conditions. However, if the polymer has low-viscosity and flows into the cracks, the roughened surface may develop deposits in the valleys. The sandblasted surface is much superior for high-viscosity polymer melts (>10 000 cP); glatka površina mogla bi biti jednostavnija za čišćenje monomera niske-viskoznosti (<500 cP).

Mehanizmi obraštanja glatkih naspram grubih PFA
Intiman kontakt između polimera i cijelog vidljivog područja omogućen je glatkom PFA površinom (Ra<0.2 µm). Strong adhesion is produced by van der Waals forces. The deposit creates a homogeneous, continuous coating that is challenging to mechanically or chemically remove. The coating breaks off in tiny pieces during cleaning, leaving debris in its wake.

Postoje sićušni vrhovi i doline koji su visoki 2-4 µm na pjeskarenoj površini (Ra 2,0 µm). Samo su vrhovi u kontaktu s polimerom. Samo 10–30% vidljivog područja je zapravo u kontaktu. Dolazi do odgovarajućeg smanjenja sile prianjanja. Umjesto da se formiraju kao kontinuirani film, naslage se pojavljuju kao posebni otoci na vrhovima. Kretanje tekućine ili lagano brisanje mogu lako odrezati ove otoke. Doline također služe kao sredstvo za oslobađanje hvatajući tekućine ili zrak.

Smanjenje učestalosti čišćenja za razne vrste polimera
Vrsta polimera Viskoznost na radnoj temperaturi (cP) Glavni mehanizam onečišćenja Učestalost čišćenja (glatka površina) Učestalost čišćenja (Ra 2,0 µm) Smanjenje (%)
HDPE (talini polietilena) 5.000–20.000Stvaranje filma, ljepilo Svakih 7 dana Svakih 14–21 dan 50–66%
3.000–15.000 polipropilena topi se Ljepilo Svakih 5 dana Svakih 10–15 dana 50–67%
10.000–50.000 vruće ljepilo (EVA)Kohezivno i ljepljivo svaka tri dana57–70% svakih 7–10 dana
Akrilna lateks emulzija: 100–500 Adhezija plus sedimentacija Svakih 14 dana; svakih 18-22 dana; svakih 20-36%
Monomer stirena<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1000–5000 poliuretanski prepolimer Kemijsko cijepljenje 33–50% svakih 10 dana, svakih 15–20 dana
50–200 Kristalizacija rastaljenog voska Svakih 30 dana 0% (vosak ne prianja) Svakih 30 dana (bez promjene)
Idealne razine hrapavosti za otpuštanje polimera
Za smanjenje obraštanja polimera, idealna pjeskarena površina ima:

Ra: 1,5–2,5 µm (previše hrapav, udubine su ispunjene polimerom; previše glatko, mala prednost)

Od vrha-do-doline Rz: 10–15 µm

Razdvajanje vrhova: 20–50 µm

30–50% površine je otvoreni prostor (doline).

Koristite zrnat aluminijev oksid (veličine 100–150 µm) pri tlaku zraka od 3–4 bara za pripremu površine. Kako biste se riješili ugrađenih čestica pijeska, pažljivo očistite nakon pjeskarenja. Izbjegavajte zaglađivanje ili poliranje vrhova.

Primjer na terenu
Glatki PFA grijač korišten je u aplikatoru za vruće taljivo ljepilo. Svaka tri dana ljepilo je kontaminiralo grijač, zbog čega je bilo potrebno dvo{1}}zatvaranje radi čišćenja. Pjeskaren PFA grijač (Ra 2,0 µm) s istom gustoćom u vatima instaliran je u tvornici. Deset dana dodano je intervalu čišćenja. Došlo je do povećanja godišnje produktivnosti od 120 sati (15 dana). Pjeskarenje je povećalo vrijeme zastoja za 50 po grijaču (550 po grijaču) ili 55 000 dolara godišnje.

Ograničenja i kada se kloniti pjeskarenja
Pjeskarenje nije korisno za:

tekućine niske viskoznosti (<500 cP) that completely soak the surface as they flow into the valleys. Fouling and contact area are subsequently increased by the roughness.

Korozivna okruženja ispunjena-česticama: neravna površina može zarobiti korozivne soli, ubrzavajući stvaranje rupa.

Primjene-visoke čistoće: proizvod se može zaprljati česticama pijeska nakon pjeskarenja. Umjesto toga odaberite glatke ili elektropolirane površine.

Izuzetno tanke stijenke PFA (manje od 1,5 mm): pjeskarenje može oslabiti stijenke smanjenjem njihove debljine za 0,05 do 0,1 mm.

Kako očistiti pjeskarene površine
Koristite nježne najlonske četke ili mlaz-vode pod niskim pritiskom (10–20 bara) za čišćenje pjeskarenog PFA grijača. Metalni strugači uništit će hrapavost i zagladiti vrhove, stoga ih izbjegavajte koristiti. Budući da kemijsko čišćenje (namakanje otapalom) mehanički ne oštećuje površinu, preporučuje se. Koristite profilometar za provjeru hrapavosti površine nakon čišćenja. Zamijenite grijač ili ponovno pjeskarite ako je Ra pao ispod 1,0 µm.

Zaključno, površina je pjeskarena (Ra 2,0 µm). Smanjuje učestalost čišćenja polimernih talina visoke-viskoznosti za 40–60%
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5000 cP) smanjuje učestalost čišćenja za 40–60% u usporedbi s glatkom površinom. Smanjenjem izvornog kontaktnog područja, hrapavost olakšava uklanjanje naslaga i zaustavlja kontinuirano stvaranje filma. Glatka površina bi mogla biti prikladnija za tekućine niske viskoznosti (<500 cP). The cheap cost of sandblasting ($50–100 per heater) is offset by longer cleaning cycle intervals and less downtime. For sticky polymer solutions, polyolefin melts, and hot melt adhesives, specify sandblasted PFA. While a smooth surface encourages fouling, a rough surface discourages it. Select the release's roughness. Your production schedule will be grateful.