วงจรการขูดที่ไม่สิ้นสุด
หัวหน้างานซ่อมบำรุงที่โรงงานนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้ามีหน้าที่ประจำ ทุกบ่ายวันศุกร์ ทีมงานของเขาจะดึงแผ่นทำความร้อน PTFE ออกจากอ่างที่มีอุณหภูมิ 85 องศา และเริ่มขูด คราบนิกเกิลจะหลุดออกมาเป็นชิ้นๆ แต่จะไม่สะอาด- แต่ละชั้นที่ผ่านจะทำให้เกิดรอยขีดข่วนขนาดจิ๋ว พื้นผิว PTFE ที่เรียบจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นพื้นผิวด้านและเป็นหลุม อายุการใช้งานของเพลทลดลงจาก 5 ปี เหลือ 18 เดือน งบประมาณค่าล่วงเวลาปลิวไปตามหน้าที่ขูด
สิ่งอำนวยความสะดวกนี้ไม่ซ้ำกัน การสะสมของนิกเกิลโดยไม่ใช้ไฟฟ้าจะแข็งและเกาะติดได้ การถอดออกโดยไม่ทำลาย PTFE แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย แต่จานหนึ่งที่ถังมุมก็บอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างออกไป ใช้งานมา 22 เดือนแล้วและยังดูใหม่อยู่เลย ความแตกต่าง? การสร้างฟิล์มทู่ที่พื้นผิว-เป็นการบำบัดทางเคมีที่ใช้ระหว่างการผลิตซึ่งเปลี่ยนวิธีการสะสมพันธะกับ PTFE
เหตุใดเงินฝากจึงยึดติดกับ PTFE
พลังงานพื้นผิวของ PTFE อยู่ที่ประมาณ 18-20 mN/m- ต่ำตามมาตรฐานส่วนใหญ่ แต่นิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานพื้นผิวสูงในการยึดเกาะ กระบวนการสะสมจะเกิดนิวเคลียสอย่างแข็งขันบนไซต์ที่มีอยู่ เช่น รูพรุนด้วยกล้องจุลทรรศน์ ข้อบกพร่องที่พื้นผิว และพื้นที่ที่มีพลังงานสูงกว่าเล็กน้อย เมื่อการเกิดนิวเคลียสเริ่มขึ้น คราบสะสมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและล็อคอยู่บนพื้นผิว PTFE
กลไกการยึดเกาะเป็นแบบกลไกบางส่วน คราบสะสมนี้จะเติมเต็มความผิดปกติของพื้นผิว ทำให้เกิดโครงสร้างที่เชื่อมต่อกัน นี่คือสาเหตุที่พื้นผิวขรุขระสะสมได้เร็วกว่าพื้นผิวเรียบ-ความผิดปกติที่มากขึ้นหมายถึงบริเวณที่เกิดนิวเคลียสมากขึ้นและมีพันธะทางกลที่แข็งแกร่งขึ้น กระบวนการขูดเพื่อขจัดคราบสกปรกยังสร้างความผิดปกติใหม่ ซึ่งจะช่วยเร่งการก่อตัวของคราบสกปรกในอนาคต
ทู่พื้นผิวเปลี่ยนเกม การบำบัดด้วยสารเคมีจะปรับเปลี่ยนชั้นโมเลกุลด้านนอกสุด เติมเต็มความผิดปกติของพื้นผิว และลดพลังงานพื้นผิวลงเหลือ 14-16 mN/m ไซต์ที่มีนิวเคลียสน้อยลงหมายถึงการสะสมตัวที่ช้าลง การยึดเกาะที่อ่อนลงหมายถึงคราบสกปรกที่ปล่อยออกมาได้ง่ายขึ้นระหว่างการทำความสะอาด
| สภาพพื้นผิว | พลังงานพื้นผิว (mN/m) | ไซต์นิวเคลียส | ความถี่ในการทำความสะอาด | ความคาดหวังอายุการใช้งาน |
|---|---|---|---|---|
| มาตรฐานเหมือน-ขึ้นรูป | 18-20 | สูง | 2-3 สัปดาห์ | 2.5-3.5 ปี |
| ผ่านกระบวนการทางเคมี | 14-16 | ต่ำ | 6-8 สัปดาห์ | 4-5 ปี |
| มีรอยขีดข่วนทางกลไก | 18-22 (ไม่สอดคล้องกัน) | สูงมาก | 1-2 สัปดาห์ | 1.5-2.5 ปี |
| เคลือบ PFA- | 16-18 | ต่ำมาก | 8-12 สัปดาห์ | 5-7 ปี |
ขั้นตอนการสมัครทู่
การทำทู่ไม่ใช่การเคลือบ-แต่เป็นการดัดแปลงพื้นผิวที่เปลี่ยนแปลงทางเคมีของ PTFE ในระดับโมเลกุล การบำบัดจะเชื่อมโยงฟลูออรีน-ที่มีสายพันธุ์ต่างๆ ไว้กับพื้นผิว ทำให้เกิดเป็นชั้นกั้นพลังงานที่มีความหนาแน่น-ต่ำ ชั้นมีความหนานาโนเมตร แต่มีความทนทานอย่างน่าทึ่งในการให้บริการนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า
การใช้งานเกิดขึ้นระหว่างการผลิต ทำความสะอาดเพลต จากนั้นสัมผัสเคมีทู่ภายใต้สภาวะควบคุม การบำบัดไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติรวมของ PTFE-ความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และความต้านทานความร้อนยังคงไม่เปลี่ยนแปลง มีเพียงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของพื้นผิวเท่านั้น
สำหรับเพลตที่มีอยู่ การทำทู่สามารถทำได้เป็นชุดติดตั้งเพิ่มเติม ต้องถอดแผ่นออก ทำความสะอาดอย่างทั่วถึงเพื่อขจัดคราบสกปรกทั้งหมด จากนั้นจึงทำการบำบัด กระบวนการนี้จะเพิ่มเวลารอบการบำรุงรักษา 2-3 วัน แต่สามารถยืดอายุการใช้งานของเพลตได้ 2-3 ปี
ผลลัพธ์ภาคสนามจากเพลตแบบพาสซีฟ
โรงงานที่มีถังนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า 18 ถังจะติดตามประสิทธิภาพก่อนและหลังการทำฟิล์ม ตัวเลขบอกเล่าเรื่องราวที่น่าสนใจ ก่อนการรักษา สถานที่แห่งนี้ใช้เงิน 8,000 ดอลลาร์ต่อปีในการเปลี่ยนจานและ 12,000 ดอลลาร์สำหรับค่าแรงในการทำความสะอาด หลังจากทำทู่ ต้นทุนทดแทนต่อปีลดลงเหลือ 3,000 ดอลลาร์ และค่าแรงทำความสะอาดลดลงเหลือ 6,000 ดอลลาร์
กระบวนการทำความสะอาดเปลี่ยนไป แทนที่จะขูดด้วยแผ่นขัดทุกสัปดาห์ ตอนนี้ผู้ปฏิบัติงานทำการแช่กรด 20 นาทีทุกๆ 6 สัปดาห์ กรดจะละลายฟิล์มบางๆ ที่ก่อตัวขึ้น และพื้นผิวที่ถูกเคลือบจะยังคงสภาพเดิม การไม่มีการทำความสะอาดเชิงกลหมายความว่าไม่มีความเสียหายต่อพื้นผิว ซึ่งหมายความว่าชั้นฟิล์มยังคงปกป้องแผ่นต่อไป
ข้อจำกัดและการแลกเปลี่ยน-
ทู่ไม่ได้เป็นสากล ในอ่างที่มีสารรีดิวซ์หรือสารเพิ่มความคงตัวในระดับสูง ชั้นฟิล์มกรองแสงสามารถสลายตัวได้เร็วกว่าที่คาดไว้ สารเคมีชนิดเดียวกันที่ส่งเสริมการสะสมของนิกเกิลสามารถโจมตีชั้นฟิล์มได้ การตรวจสอบความถี่ในการทำความสะอาดเป็นประจำ-หากช่วงเวลาเริ่มสั้นลง ชั้นฟิล์มกรองแสงอาจลดลง
ต้นทุนเริ่มต้นจะสูงกว่า เพลตแบบพาสซีฟวิ่งได้มากกว่าเพลตมาตรฐานถึง 15-25% การคืนทุนมาจากการลดแรงงานในการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ในสิ่งอำนวยความสะดวกข้างต้น ระยะเวลาคืนทุนคือ 8 เดือน
การทำทู่ไม่ได้กำจัดการทำความสะอาดทั้งหมด-คราบที่ยังคงมีอยู่ แต่จะบางกว่าและเกาะติดน้อยกว่า การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญคือการทำลายวงจรของความเสียหายทางกล เมื่อพื้นผิวของแผ่นมีรอยขีดข่วน ความเสียหายก็จะเร็วขึ้น ทู่ป้องกันไม่ให้วงจรนี้เริ่มต้น
เมื่อใดที่ต้องระบุ Passivation
เส้นนิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าใหม่ควรระบุแผ่นพาสซีฟตั้งแต่เริ่มต้น เบี้ยประกันภัย 15-25% จะถูกชดเชยด้วยการบำรุงรักษาที่ลดลงภายในปีแรก สำหรับสายการผลิตที่มีอยู่ การติดตั้งฟิล์มฟิล์มเพิ่มเติมจะคุ้มค่าหากเพลตปัจจุบันชำรุดเนื่องจากความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับคราบสะสม กระบวนการนี้ต้องใช้เวลาปิดเครื่อง 2-3 วันต่อเพลต แต่โดยทั่วไปแล้วอายุการใช้งานที่ขยายจะทำให้การหยุดทำงานเหมาะสม
โรงงานบางแห่งใช้วิธีการแบบผสมผสาน: แบ่งจานครึ่งหนึ่งและเปรียบเทียบประสิทธิภาพ-ต่อ- ข้อมูลแสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอว่าเพลตแบบพาสซีฟมีอายุการใช้งานได้นานกว่าเพลตมาตรฐาน 2-3 ปี โดยมีค่าใช้จ่ายในการทำความสะอาดลดลงอย่างมาก สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่เป็นแรงบันดาลใจให้กับบทความนี้ การทำฟิล์มทำลายวงจรการขูดในวันศุกร์ และในที่สุดทีมบำรุงรักษาก็กลับมาช่วงบ่ายได้
