Може ли PFA нагревател с пясъкоструйна външна повърхност (Ra 2,0 µm) да намали честотата на почистване при обслужване с полимерно замърсяване в сравнение с гладка повърхност?

Отлаганията прилепват здраво към повърхността на нагревателя при полимерни замърсявания (като нагряване на полимерни стопилки, латексови емулсии или лепкави органични разтвори), намалявайки преноса на топлина и налагайки често почистване. В сравнение с гладка повърхност (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); гладка повърхност може да бъде по-лесна за почистване за мономери с нисък{2}}вискозитет (<500 cP).

Гладки срещу груби PFA механизми за замърсяване
Интимният контакт между полимера и цялата видима зона е възможен благодарение на гладката PFA повърхност (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.

Има малки върхове и вдлъбнатини, които са с височина 2-4 µm върху повърхност, обработена с пясъкоструйка (Ra 2,0 µm). Само върховете са в контакт с полимера. Само 10–30% от видимата площ действително е в контакт. Има съответно намаляване на адхезионната сила. Вместо да се образуват като непрекъснат филм, отлаганията се появяват като отделни острови по върховете. Движението на течността или лекото избърсване може лесно да отреже тези острови. Долините също служат като освобождаващ агент чрез улавяне на течности или въздух.

Намаляване на честотата на почистване за различни видове полимери
Тип полимер Вискозитет при работна температура (cP) Основен механизъм на замърсяване Честота на почистване (гладка повърхност) Честота на почистване (Ra 2,0 µm) Намаляване (%)
HDPE (разтопен полиетилен) 5 000–20 000 Филмообразуване, лепило На всеки 7 дни На всеки 14–21 дни 50–66%
3 000–15 000 разтопени полипропиленови лепила На всеки 5 дни На всеки 10–15 дни 50–67%
10 000–50 000 топящо се лепило (EVA) Кохезив и лепило на всеки три дни57–70% на всеки 7–10 дни
Акрилна латексова емулсия: 100–500 Адхезия плюс утаяване На всеки 14 дни; на всеки 18-22 дни; на всеки 20–36%
Стирол мономер<10 Wetting + polymerization Every two days Every three to four days 33–50%
1000–5000 полиуретанов преполимер Химично присаждане 33–50% на всеки 10 дни, на всеки 15–20 дни
50–200 Кристализация на разтопен восък На всеки 30 дни 0% (восъкът не залепва) На всеки 30 дни (без промяна)
Идеални нива на грапавост за отделяне на полимер
За намаляване на полимерното замърсяване идеалната пясъкоструйна повърхност има:

Ra: 1,5–2,5 µm (твърде грапав, вдлъбнатините се запълват с полимер; твърде гладък, малко предимство)

От връх-до-долина Rz: 10–15 µm

Разделяне на пикове: 20–50 µm

30–50% от повърхността е открито пространство (долини).

Използвайте песъчинки от алуминиев оксид (размер 100–150 µm) при 3–4 бара въздушно налягане, за да подготвите повърхността. За да се отървете от вложените частици песъчинки, почистете внимателно след пясъкоструене. Избягвайте изглаждане или полиране на върховете.

Пример в полето
Гладък PFA нагревател беше използван в апликатор за горещо лепило. На всеки три дни лепилото замърсява нагревателя, което налага дву-часово затваряне за почистване. Пясъкоструен PFA нагревател (Ra 2,0 µm) със същата плътност във вата е инсталиран във фабриката. Десет дни бяха добавени към интервала на почистване. Имаше 120-часово (15-дневно) увеличение на годишната производителност. Пясъкоструенето увеличи времето за престой с 50 на нагревател (550 на нагревател) или $55 000 годишно.

Ограничения и кога да избягвате пясъкоструенето
Пясъкоструенето не е полезно за:

течности с нисък вискозитет (<500 cP) that completely soak the surface as they flow into the valleys. Fouling and contact area are subsequently increased by the roughness.

Корозивни среди-, пълни с частици: Неравната повърхност може да улови корозивни соли, ускорявайки образуването на ями.

Приложения с висока{0}}чистота: Продуктът може да се замърси от вградени песъчинки от пясъкоструене. Вместо това изберете гладки или електрополирани повърхности.

Изключително тънки стени от PFA (по-малко от 1,5 мм): Пясъкоструенето може да отслаби стените, като намали дебелината им с 0,05 до 0,1 мм.

Как да почистите пясъкоструйни повърхности
Използвайте нежни найлонови четки или водна струя-под ниско налягане (10–20 бара), за да почистите PFA нагревател с пясъкоструйна обработка. Металните стъргалки ще разрушат грапавините и ще изгладят върховете, така че избягвайте да ги използвате. Тъй като химическото почистване (накисване с разтворител) не изтрива механично повърхността, то се препоръчва. Използвайте профилометър, за да проверите грапавостта на повърхността след почистване. Сменете нагревателя или повторно пясъкоструйте, ако Ra е паднал под 1,0 µm.

В заключение, повърхността беше пясъкоструйна (Ra 2,0 µm). Намалява честотата на почистване за топене на полимери с висок{2}}вискозитет с 40–60%
A sandblasted outer surface (Ra 2.0 µm) for PFA heaters in polymer fouling service with high-viscosity melts (>5000 cP) намалява честотата на почистване с 40–60% в сравнение с гладка повърхност. Чрез намаляване на истинската контактна площ, грапавостта улеснява отстраняването на отлаганията и спира непрекъснатото образуване на филм. Гладката повърхност може да е по-подходяща за течности с нисък вискозитет (<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.