Može li PFA grijač s pjeskarenom vanjskom površinom (Ra 2,0 µm) smanjiti učestalost čišćenja u servisu za čišćenje polimerom u poređenju sa glatkom površinom?

Naslage se čvrsto prianjaju na površinu grijača u uslugama zaprljanja polimera (kao što je zagrijavanje polimernih talina, lateks emulzija ili ljepljivih organskih otopina), smanjujući prijenos topline i zahtijevajući često čišćenje. U poređenju sa 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 bi mogla biti jednostavnija za čišćenje za monomere niske-viskoznosti (<500 cP).

Glatki i grubi mehanizmi zaprljanja PFA
Intimni kontakt između polimera i punog vidljivog područja je omogućen zahvaljujući glatkoj površini PFA (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 sitni vrhovi i doline visoke 2-4 µm na pjeskarenoj površini (Ra 2,0 µm). Samo su vrhovi u kontaktu sa polimerom. Samo 10-30% vidljivog područja je zapravo u kontaktu. Postoji odgovarajuće smanjenje sile adhezije. Umjesto da se formiraju kao kontinuirani film, naslage se javljaju kao različita ostrva na vrhovima. Kretanje tekućine ili lagano brisanje mogu lako odrezati ove otoke. Doline takođe služe kao sredstvo za oslobađanje tako što zadržavaju tečnosti ili vazduh.

Smanjenje učestalosti čišćenja za različite vrste polimera
Tip viskoziteta polimera na radnoj temperaturi (cP) Glavni mehanizam zaprljavanja Učestalost čišćenja (glatka površina) Učestalost čišćenja (Ra 2,0 µm) Smanjenje (%)
HDPE (rastop polietilena) 5.000–20.000 Film-formiranje, ljepilo Svakih 7 dana Svakih 14–21 dan 50–66%
3.000–15.000 polipropilenskih talinaLjepilo svakih 5 dana Svakih 10–15 dana 50–67%
10.000–50.000 vruće topljivog ljepila (EVA) Kohezivno i ljepljivo svaka tri dana57–70% svakih 7–10 dana
Emulzija akrilnog lateksa: 100–500 Adhezija plus sedimentacija Svakih 14 dana; svakih 18-22 dana; svakih 20–36%
Stirenski monomer<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1.000–5.000 poliuretanskog prepolimera Hemijsko kalemljenje 33–50% svakih 10 dana, svakih 15–20 dana
50–200 Kristalizacija rastopljenog voska Svakih 30 dana 0% (vosak se ne lijepi) Svakih 30 dana (bez promjene)
Idealni nivoi hrapavosti za otpuštanje polimera
Za smanjenje zarastanja polimera, idealna pjeskarena površina ima:

Ra: 1,5–2,5 µm (pregrubo, doline ispunjene polimerom; previše glatko, mala prednost)

Od{0}}do{1}}doline Rz: 10–15 µm

Odvajanje vrhova: 20–50 µm

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

Za pripremu površine koristite zrnca aluminijum oksida (veličine 100–150 µm) na 3–4 bara vazdušnog pritiska. Da biste se riješili ugrađenih čestica pijeska, pažljivo očistite nakon pjeskarenja. Izbjegavajte zaglađivanje ili poliranje vrhova.

Primjer na terenu
Glatki PFA grijač je upotrijebljen u aplikatoru za topljenje ljepila. Svaka tri dana, ljepilo je kontaminiralo grijač, zbog čega je bilo potrebno dva-satnog zatvaranja radi čišćenja. U fabrici je ugrađen pjeskareni PFA grijač (Ra 2,0 µm) iste gustoće u vatima. Intervalu čišćenja dodato je deset dana. Godišnja produktivnost je porasla za 120 sati (15 dana). Pjeskarenje je povećalo vrijeme zastoja za 50 po grijaču (550 po grijaču) ili 55.000 USD godišnje.

Ograničenja i kada se izbjegavati pjeskarenje
Pjeskarenje nije korisno za:

tečnosti niskog viskoziteta (<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{0}}: Neravna površina može zarobiti korozivne soli, ubrzavajući pojavu rupa.

Primene visoke-čistoće: Proizvod može biti kontaminiran umetnutim česticama pjeskarenja. Umjesto toga, odaberite glatke ili elektropolirane površine.

Ekstremno tanki PFA zidovi (manje od 1,5 mm): pjeskarenje može oslabiti zidove 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 će uništiti hrapavost i izgladiti vrhove, stoga ih izbjegavajte koristiti. Pošto hemijsko čišćenje (natapanje rastvaračem) ne haba površinu mehanički, preporučuje se. Koristite profilometar da provjerite hrapavost površine nakon čišćenja. Zamijenite grijač ili ponovno pjeskarite ako je Ra pao ispod 1,0 µm.

U zaključku, površina je pjeskarena (Ra 2,0 µm). Smanjuje učestalost čišćenja polimernih topljenja visokog{2}}viskoziteta za 40–60%
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5.000 cP) smanjuje učestalost čišćenja za 40–60% u poređenju sa glatkom površinom. Smanjenjem pravog kontaktnog područja, hrapavost olakšava uklanjanje naslaga i zaustavlja kontinuirano stvaranje filma. Glatka površina bi mogla biti prikladnija za tekućine niskog viskoziteta (<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.