Kylpyammeen tyhjennyssykli
Kirkas nikkelöity kylpy kerää metallisia epäpuhtauksia ajan myötä. Rauta syöpyvistä ruostumattomasta teräksestä valmistetuista lämmittimistä, kupari virtakiskoista, sinkki paine-valetun työkappaleen liukenemisesta-jokainen epäpuhtaus saavuttaa lopulta pitoisuuden, jossa kerrostuman laatu vaarantuu. Kylpy on tyhjennettävä osittain tai kokonaan ja korvattava tuoreella kemialla.
Merkittävä osa kontaminaatiokuormasta tulee lämmönvaihtimesta. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kierukka, joka syöpyy 0,15 mm/vuosi 8000 litran nikkelikylvyssä, vapauttaa vuosittain noin 1,5 kg rautaa. Tämä jatkuva raudansyöttö lyhentää kylvyn kaatoväliä. Jos kylpy voisi kestää 12 kuukautta ilman rautakontaminaatiota, se voi kestää vain 6 kuukautta lämmittimen mukana rautaa.
PTFE-lämmönvaihtimet eivät vapauta metallista kontaminaatiota. Tämän jatkuvan epäpuhtauden lähteen poistaminen pidentää kylpyjätteiden välistä aikaväliä, mikä vähentää kemikaalien hankintakustannuksia, jätteiden hävityskustannuksia ja tuotantoseisokkeja altaan vaihdon yhteydessä.
Kylpyammeen käyttöiän pidentämisen laskenta
Kylvyn tyhjennysväli määräytyy ajan perusteella, joka vaaditaan, jotta kontaminanttipitoisuus saavuttaa kynnyksen, jolloin kerrostuman laatu tulee kelpaamattomaksi. Kynnys riippuu epäpuhtaudesta ja pinnoitusprosessista. Kirkkaassa nikkelissä olevan raudan kynnys on noin 25 ppm.
Ilman lämmittimen korroosiota raudan kerääntymisnopeus määräytyy yksinomaan työkappaleiden sisäänvetämisen- ja ilmansaasteen- perusteella, joka on tyypillisesti 1-2 ppm viikossa. Alkupitoisuudesta 5 ppm (tuore kylpy) kestää 10-20 viikkoa saavuttaa 25 ppm, mikä vastaa 10-20 viikon tai noin 3-5 kuukauden kylvyn käyttöikää.
Kun lämmittimen korroosio lisää raudan liukenemista 0,15 mm/vuosi, lisäsyöttö on noin 3 ppm viikossa. Kokonaiskertyvyysaste on 4-5 ppm viikossa. Aika saavuttaa 25 ppm arvosta 5 ppm on 4-5 viikkoa. Kylvyn käyttöikä lyhenee noin kuukauteen.
Taulukko 1: Kylpyammeen käyttöiän ja kustannusten vertailu - Lämmittimen kanssa ja ilman-Rautakontaminaatio (8 000 litran kirkas nikkelikylpy)
| Parametri | Ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmitin | PTFE-lämmönvaihtimella |
|---|---|---|
| Raudan kerääntyminen lämmittimestä (ppm/viikko) | 3 | 0 |
| Raudan kertyminen muista lähteistä (ppm/viikko) | 1.5 | 1.5 |
| Raudan kokonaiskertyvyys (ppm/viikko) | 4.5 | 1.5 |
| Aika 5 ppm - 25 ppm Fe kynnys (viikkoa) | 4.4 | 13.3 |
| Kylpyjätteitä vuodessa | 11.8 | 3.9 |
| Kylpykemikaalikustannukset kaatopaikkaa kohti (5 dollaria/l × 8 000 litraa osittain) | 12 000 $ (30 % osittainen tyhjennys) | $12,000 |
| Vuotuiset kylpykemikaalikustannukset | $141,600 | $46,800 |
| Vuotuiset jätteenkäsittelykustannukset (1,50 dollaria/l × kaatopaikkamäärä) | $42,480 | $14,040 |
| Vuotuiset kylpy{0}}kulut | $184,080 | $60,840 |
| Vuosittaiset säästöt PTFE:llä | – | $123,240 |
Kylpyammeen suorituskyvyn vakauden arvo
Suoran kemikaali- ja hävityskustannussäästön lisäksi pidennetty kylvyn käyttöikä tarjoaa käyttöetuja. Jokainen kylpykaappi häiritsee tuotantoa. Uusi kylpy vaatii useiden päivien käytön saavuttaakseen kemiallisen tasapainon. Tämän tauon aikana-talletuksen laatu saattaa vaihdella enemmän, ja pinnoitusaste voi poiketa vanhentuneesta kylvystä.
Vähemmän kylpyjätteitä tarkoittaa vähemmän katkoja-jaksoissa, tasaisempaa tuotannon laatua ja harvempaa prosessin säätöä. Nämä hyödyt ovat todellisia, mutta vaikeammin mitattavissa kuin suorat kemikaalisäästöt. Ne edistävät PTFE:n muuntamisen yleistä taloudellista tilannetta.
Laajempi kontaminaatiovaikutus
Metallilämmittimien korroosio vapauttaa raudan lisäksi myös nikkeliä ja kromia. Kromi on erityisen ongelmallinen pieninä pitoisuuksina,{1}}jo 5 ppm voi vaikuttaa kirkkaan nikkelikerrostuman ulkonäköön. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kela, joka vapauttaa kromia murto-osalla raudan vapautumisnopeudesta, voi silti aiheuttaa laatuongelmia, jotka pakottavat kylvyn tyhjennyksen ennen kuin rautakynnys saavutetaan.
PTFE eliminoi kaiken metallin epäpuhtaudet lämmönvaihtimesta. Ainoat saastumislähteet ovat työkappaleet, anodit ja ilmakehän saostuman lähteet,{1}}joita voidaan hallita tavanomaisilla esikäsittely- ja siivousmenetelmillä ilman syöpyvän lämmittimen piilevää ja jatkuvaa panosta.
Yhteenveto
Metallisesaasteen poistaminen syöpyvistä uppolämmittimistä PTFE-konversion avulla pidentää kirkkaan nikkelikylvyn käyttöikää noin 4-5 viikosta 13+ viikkoon kaatopaikkojen välillä. Pidentynyt kylvyn käyttöikä vähentää vuotuisia kemikaali- ja hävityskustannuksia noin 123 000 dollarilla yhdestä 8 000 litran kylvystä - enemmän kuin PTFE-lämmönvaihtimen hinta.
Alennetun kylvyn tyhjennystiheyden taloudellinen vaikutus yhdistettynä harvempien kylpyvaihtojen toiminnan vakauden hyötyyn tekee kontaminaation eliminoinnista yhden taloudellisesti merkittävimmistä eduista PTFE-konversiossa metalliepäpuhtauksille herkissä pinnoitussovelluksissa.
Tekninen analyysi kylvyn käyttöiän pidentämiseksi määrätyissä pinnoitusprosesseissa on saatavilla, kun toimitetaan nykyinen kylvyn tyhjennystaajuus, kylvyn tilavuus ja kemialliset kustannukset, kontaminanttien raja-arvot ja kaikki historialliset tiedot lämmittimestä{0}} peräisin olevasta kontaminaatiosta.
