วงจรการทิ้งอ่างอาบน้ำ
อ่างชุบนิกเกิลที่สว่างจะสะสมสิ่งสกปรกที่เป็นโลหะเมื่อเวลาผ่านไป เหล็กจากเครื่องทำความร้อนสแตนเลสที่กัดกร่อน ทองแดงจากบัสบาร์หยด สังกะสีจากการ-การละลายชิ้นงานหล่อ- สารปนเปื้อนแต่ละตัวจะไปถึงความเข้มข้นซึ่งทำให้คุณภาพของคราบสะสมลดลงในที่สุด จะต้องทิ้งอ่างอาบน้ำบางส่วนหรือทั้งหมดและแทนที่ด้วยสารเคมีใหม่
ปริมาณการปนเปื้อนส่วนใหญ่มาจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน คอยล์สแตนเลสสึกกร่อนที่ 0.15 มม./ปีในอ่างนิกเกิล 8,000 ลิตรจะปล่อยเหล็กประมาณ 1.5 กก. ต่อปี การป้อนเหล็กแบบต่อเนื่องนี้จะทำให้ช่วงเวลาระหว่างการทิ้งอ่างอาบน้ำสั้นลง หากการอาบน้ำสามารถอยู่ได้นาน 12 เดือนโดยไม่มีการปนเปื้อนของธาตุเหล็ก การอาบน้ำอาจอยู่ได้เพียง 6 เดือนโดยที่เครื่องทำความร้อนมีธาตุเหล็ก
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ไม่มีการปนเปื้อนของโลหะ การกำจัดแหล่งกำเนิดสิ่งปนเปื้อนอย่างต่อเนื่องนี้จะขยายช่วงเวลาระหว่างการทิ้งอ่างอาบน้ำ ลดต้นทุนการซื้อสารเคมี ต้นทุนการกำจัดของเสีย และเวลาหยุดทำงานของการผลิตเพื่อเปลี่ยนอ่าง
การคำนวณการยืดอายุการอาบน้ำ
ช่วงเวลาการเททิ้งในอ่างถูกกำหนดโดยเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ความเข้มข้นของสารปนเปื้อนถึงเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งคุณภาพของคราบสะสมกลายเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ เกณฑ์ขึ้นอยู่กับสารปนเปื้อนและกระบวนการชุบ สำหรับเหล็กในนิกเกิลสว่าง เกณฑ์ขั้นต่ำคือประมาณ 25 ppm
หากไม่มีการกัดกร่อนของเครื่องทำความร้อน อัตราการสะสมเหล็กจะถูกกำหนดโดยการลาก-จากชิ้นงานและการปนเปื้อนในบรรยากาศ-โดยทั่วไปคือ 1-2 ppm ต่อสัปดาห์ จากความเข้มข้นเริ่มต้นที่ 5 ppm (การแช่แบบสด) จะใช้เวลา 10-20 สัปดาห์จึงจะถึง 25 ppm ซึ่งสอดคล้องกับอายุการอาบน้ำ 10-20 สัปดาห์ หรือประมาณ 3-5 เดือน
เมื่อการกัดกร่อนของฮีตเตอร์เพิ่มการละลายของเหล็ก 0.15 มม./ปี อินพุตเพิ่มเติมจะอยู่ที่ประมาณ 3 ppm ต่อสัปดาห์ อัตราการสะสมรวมจะกลายเป็น 4-5 ppm ต่อสัปดาห์ เวลาในการเข้าถึง 25 ppm จาก 5 ppm คือ 4-5 สัปดาห์ อายุการอาบน้ำจะลดลงเหลือประมาณหนึ่งเดือน
ตารางที่ 1: การเปรียบเทียบอายุการใช้งานและต้นทุนในการอาบน้ำ - มีและไม่มีเครื่องทำความร้อน-การปนเปื้อนของเหล็กที่ได้รับ (อ่างนิกเกิลไบรท์ 8,000 ลิตร)
| พารามิเตอร์ | พร้อมฮีตเตอร์สแตนเลส | ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE |
|---|---|---|
| การสะสมของธาตุเหล็กจากเครื่องทำความร้อน (ppm/สัปดาห์) | 3 | 0 |
| การสะสมธาตุเหล็กจากแหล่งอื่น (ppm/สัปดาห์) | 1.5 | 1.5 |
| อัตราการสะสมธาตุเหล็กทั้งหมด (ppm/สัปดาห์) | 4.5 | 1.5 |
| เวลาตั้งแต่ 5 ppm ถึง 25 ppm เกณฑ์ Fe (สัปดาห์) | 4.4 | 13.3 |
| ทิ้งอาบน้ำต่อปี | 11.8 | 3.9 |
| ต้นทุนสารเคมีอาบน้ำต่อการทิ้ง ($5/ลิตร × 8,000 ลิตรบางส่วน) | 12,000 ดอลลาร์ (การถ่ายโอนข้อมูลบางส่วน 30%) | $12,000 |
| ค่าเคมีอาบน้ำประจำปี | $141,600 | $46,800 |
| ค่าใช้จ่ายในการกำจัดขยะต่อปี ($1.50/ลิตร × ปริมาณทิ้ง) | $42,480 | $14,040 |
| ค่าอาบน้ำรายปี-ที่เกี่ยวข้อง | $184,080 | $60,840 |
| ประหยัดรายปีด้วย PTFE | – | $123,240 |
ค่าความเสถียรของประสิทธิภาพการอาบน้ำ
นอกเหนือจากการประหยัดต้นทุนสารเคมีโดยตรงและการกำจัดแล้ว อายุการอาบน้ำที่ยาวนานขึ้นยังให้ประโยชน์ในการปฏิบัติงานอีกด้วย ที่ทิ้งขยะแต่ละแห่งขัดขวางการผลิต การอาบน้ำแบบใหม่ต้องใช้เวลาหลายวันจึงจะสมดุลทางเคมี ในช่วงพัก-นี้ คุณภาพเงินฝากอาจมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้น และอัตราการชุบอาจแตกต่างจากอ่างบ่ม
การเทน้ำทิ้งน้อยลงหมายถึงการหยุดพักน้อยลง-ในช่วงเวลา คุณภาพการผลิตที่สม่ำเสมอมากขึ้น และการปรับเปลี่ยนกระบวนการที่ความถี่น้อยลง ประโยชน์เหล่านี้มีอยู่จริงแต่ระบุปริมาณได้ยากกว่าการประหยัดสารเคมีโดยตรง มีส่วนทำให้เกิดกรณีทางการเงินโดยรวมสำหรับการแปลง PTFE
ผลกระทบจากการปนเปื้อนในวงกว้าง
การกัดกร่อนของเครื่องทำความร้อนโลหะไม่เพียงแต่จะปล่อยเหล็กออกมาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงนิกเกิลและโครเมียมด้วย โครเมียมเป็นปัญหาอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นต่ำ-เพียง 5 ppm ก็อาจส่งผลต่อลักษณะการสะสมของนิกเกิลสดใสได้ คอยล์สแตนเลสที่ปล่อยโครเมียมในปริมาณเพียงเล็กน้อยของอัตราการปลดปล่อยเหล็กยังคงสามารถก่อให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพที่บังคับให้มีอ่างเทน้ำก่อนที่จะถึงเกณฑ์ขั้นต่ำของเหล็ก
PTFE กำจัดการปนเปื้อนที่เป็นโลหะทั้งหมดจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน แหล่งที่มาของการปนเปื้อนเพียงแหล่งเดียวคือชิ้นงาน แอโนด และการสะสมในชั้นบรรยากาศ-แหล่งที่สามารถจัดการได้ผ่านการบำบัดเบื้องต้นและการดูแลทำความสะอาดแบบมาตรฐาน โดยไม่ต้องซ่อนการมีส่วนร่วมอย่างต่อเนื่องของเครื่องทำความร้อนที่กัดกร่อน
สรุป
การขจัดการปนเปื้อนของโลหะจากเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มที่กัดกร่อนด้วยการแปลง PTFE ช่วยยืดอายุอ่างนิกเกิลสดใสจากประมาณ 4-5 สัปดาห์เป็น 13+ สัปดาห์ระหว่างการเททิ้ง การยืดอายุการอาบน้ำจะช่วยลดต้นทุนสารเคมีและการกำจัดต่อปีประมาณ 123,000 เหรียญสหรัฐสำหรับอ่างขนาด 8,000 ลิตรเดียว ซึ่งมากกว่าต้นทุนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE
ผลกระทบทางการเงินจากความถี่ในการทิ้งอ่างที่ลดลง รวมกับประโยชน์ด้านความเสถียรในการดำเนินงานจากการเปลี่ยนอ่างน้อยลง ทำให้การขจัดสิ่งปนเปื้อนเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดทางการเงินของการแปลง PTFE ในงานชุบที่ไวต่อสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะ
การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมสำหรับการกำหนดปริมาณการยืดอายุการอาบน้ำในกระบวนการชุบเฉพาะจะมีให้โดยการส่งความถี่การถ่ายโอนข้อมูลในอ่างปัจจุบัน ปริมาตรของอ่างและต้นทุนเคมี เกณฑ์ขั้นต่ำของการปนเปื้อน และข้อมูลประวัติใดๆ เกี่ยวกับเครื่องทำความร้อน-การปนเปื้อนที่ได้มา
