След анодизиране алуминиевите части се потапят в горещ разтвор за запечатване-често никелов ацетат-за затваряне на порестия оксиден слой и подобряване на устойчивостта на корозия. Поддържането на тази баня при 90-100°C изисква нагревател, който няма да въведе метални примеси, които биха могли да оцветят работата или да променят качеството на уплътнението. Стандартните нагреватели с метална обвивка (титан, неръждаема стомана или Incoloy) могат бавно да корозират или да проникнат йони в уплътнителната вана, което води до видимо обезцветяване и компрометирана цялост на уплътнението. Нагревателите от PTFE (политетрафлуороетилен) са точно определени, защото елиминират този риск, като същевременно осигуряват надеждна, дългосрочна ефективност на отопление.
Процесът на анодизиращо запечатване и неговата чувствителност
Запечатването е последната критична стъпка при твърдото покритие или конвенционалното анодиране. Слоят от порест аноден оксид, обикновено с дебелина няколко микрометра, е хидратиран или подложен на химическа реакция, за да затвори порите. Съществуват два често срещани метода на запечатване: запечатване с гореща дейонизирана вода (хидротермално) и запечатване с никелов ацетат. Разтворите на никелов ацетат, работещи при 96–100°C и леко киселинно pH около 5,5, произвеждат по-трайно, устойчиво на корозия-уплътнение, отколкото само вода. Никеловите йони се хидролизират и се утаяват в порите, образувайки никелов хидроксид, който блокира проникването на влага.
Всеки чужд метален йон, присъстващ в уплътнителната вана -желязо, мед, цинк или хром-, може да се улови в запечатаните пори или да се отложи на повърхността. Резултатът е сиво, зелено или кафяво петно, видимо върху прозрачни или боядисани анодизирани части. Дори следи от концентрации (части на милион) желязо или мед от корозиращ нагревателен елемент могат да съсипят производствена партида. Следователно нагревателният елемент трябва да бъде напълно инертен при горещи, леко киселинни условия.
Защо PTFE нагревателите са определени за никелови ацетатни уплътнители
PTFE е химически инертен към практически всички химикали, използвани в линиите за анодиране, включително никелов ацетат, никелов флуорид, оцетна киселина и дейонизирана вода. Материалът не абсорбира влага, не хидролизира и не отделя метални йони във ваната. Ключово предимство включва пълното отсъствие на продукти от метална корозия. Когато титанов нагревател може да развие лющене от титанов диоксид или нагревател от неръждаема стомана може да освободи желязо и хром, PTFE нагревателят остава непроменен през годините на непрекъсната работа при температури на запечатване.
Температурната способност на PTFE се простира до максимална продължителна работна температура от 110°C, която удобно покрива диапазона на запечатване от 96–100°C. Работата при 100°C е приемлива с правилен контрол на плътността на вата. PTFE обвивката обикновено се произвежда като флуорополимерно покритие върху сърцевина от метална съпротивителна тел или като напълно капсулована тръба. Тази конструкция предотвратява всякакъв контакт между отоплителния кръг и химията на ваната. На практика приложенията на PTFE анодизиращ уплътнител за нагревател се считат за индустриален стандарт за високо-качествено декоративно и функционално анодиране, където не може да се толерира оцветяване.
Често се наблюдава, че преминаването от нагреватели с метална обвивка към потопяеми нагреватели от PTFE елиминира петна след изплакване след запечатване и намалява процента на отхвърляне, причинен от обезцветяване на повърхността. Първоначалната цена на PTFE нагревател е по-висока от тази на обикновен титаниев елемент, но намаляването на брака и преработката бързо оправдава инвестицията.
Ръководство за спецификации за PTFE нагреватели в уплътнителни вани
За да се осигури надеждна работа в резервоарите за запечатване на никелов ацетат, се препоръчват следните спецификации.
Плътност във ватове: За запечатващи вани, работещи при 96–100°C, плътността на ватове не трябва да надвишава 1,2 W/cm². Тази консервативна граница предотвратява локализирано кипене на повърхността на PTFE. Кипенето създава газови мехурчета, които изолират нагревателя, причинявайки повишаване на температурата на обвивката над температурата на банята и потенциално приближаване до точката на разграждане на PTFE. Типично правило за оразмеряване е 10–15 вата на литър обем на банята за поддържаща мощност, като се приеме подходяща изолация.
Поставяне на нагревателя: PTFE нагревателят трябва да бъде разположен близо до дъното на резервоара, но не в пряк контакт с пода на резервоара. Разстоянието от 5–10 сантиметра позволява естествена конвективна циркулация без улавяне на утайка или отломки. За правоъгълни уплътнителни резервоари, множество L--образни или прави вертикални PTFE нагреватели са разположени равномерно, за да се избегнат студени зони. Страничният-монтаж- е често срещан за приложения за модернизация, докато монтираните на фланец-прави нагреватели се използват в нови конструкции на резервоари.
Контрол на температурата: Трябва да се използва отделна термогнездо с PTFE- покритие или термодвойка с PTFE- обвивка. Металните температурни сензори създават същия риск от замърсяване като металните нагреватели. Контролерът трябва да бъде настроен с тесен диференциал (напр. ±1°C), за да се поддържа консистенция на уплътнението. Препоръчва се ограничаващ превключвател за свръхтемпература за защита на PTFE нагревателя, ако нивото на ваната спадне или циркулационната помпа се повреди.
Редовна проверка: Въпреки че PTFE не корозира, с течение на времето може да се получи-натрупване на котлен камък от никелов ацетат или остатък от алуминиев оксид върху повърхността на нагревателя. Годишната проверка и нежното почистване с мека четка и мека киселина (разредена оцетна киселина) възстановяват ефективността на топлообмена.
Заключение
PTFE нагревателите осигуряват чиста уплътнителна баня и постоянно качество на анодизиране чрез елиминиране на метално замърсяване от нагревателния елемент. Комбинацията от химическа инертност, температурна способност до 110°C и нулево освобождаване на йони прави PTFE специфичния материал за резервоари за никелов ацетат и гореща DI вода. Чистотата на материала е също толкова важна, колкото контролът на температурата при високо-качественото довършване. За всяка анодизираща линия, произвеждаща козметични, автомобилни или архитектурни части, където оцветяването е неприемливо, PTFE потопяемите нагреватели са препоръчителното решение. Правилното оразмеряване с плътност на вата под 1,2 W/cm² и внимателното разположение на нагревателя допълнително удължават експлоатационния живот и поддържат целостта на ваната.
