Masalah Busa yang Melawan-Busa
Garis pelapisan nikel mengalami penumpukan busa yang terus-menerus di permukaan bak selama agitasi udara. Busa meluap dari tepi tangki, menimbulkan bahaya tergelincir, dan memerangkap uap korosif di atas permukaan cairan. Operator meningkatkan tingkat penambahan anti-busa. Busanya mereda sementara, lalu kembali lagi. Konsumsi-anti busa meningkat tiga kali lipat. Bak mandi memerlukan perawatan karbon yang lebih sering untuk menghilangkan kelebihan busa anti-yang dapat menjadi kontaminan.
Penyebab utamanya bukan-antibusa yang tidak memadai. Ini adalah kontaminasi ion logam dari penukar panas baja tahan karat. Ion besi, nikel, dan kromium terlarut membentuk kompleks dengan bahan pembasah dalam bak pelapisan. Kompleks logam-pembasah ini merupakan penstabil busa yang lebih efektif dibandingkan bahan pembasah saja. Penukar panas, yang perlahan terkorosi, terus menerus memasok ion logam yang mendorong siklus pembusaan.
Penukar panas PTFE tidak melepaskan ion logam. Kompleks penstabil-busa tidak terbentuk. Permintaan anti-busa kembali ke tingkat dasar yang diperlukan untuk pengelolaan bahan pembasah normal.
Mekanisme Stabilisasi Busa Ion Logam
Busa cair bersifat metastabil. Gelembung naik ke permukaan, lapisan cairan di antara gelembung terkuras, dan gelembung menyatu dan pecah. Agen anti-busa mempercepat tahap drainase dan penggabungan, sehingga mengganggu kestabilan busa.
Ion logam terlarut mengganggu keruntuhan busa alami ini. Ion logam-khususnya besi (III) dan kromium (III)-bersifat multivalen. Mereka dapat mengikat silang molekul surfaktan yang teradsorpsi pada permukaan gelembung. Ion besi tunggal yang mengikat dua molekul surfaktan menciptakan jembatan yang memperkuat lapisan gelembung. Film yang dijembatani menolak drainase. Gelembungnya tetap ada.
Efeknya bersifat katalitik dalam arti kimia. Ion logam tidak dikonsumsi dalam reaksi. Sebuah ion besi dapat berulang kali menstabilkan lapisan gelembung yang berurutan. Konsentrasi besi terlarut hanya 10-20 ppm dapat meningkatkan stabilitas busa secara terukur dalam bak yang mengandung 100-200 ppm bahan pembasah.
Korosi yang terus-menerus pada kumparan baja tahan karat memasok ion logam segar dengan kecepatan melebihi kemampuan-zat anti busa untuk mengganggu kestabilan busa. Anti-busa harus ditambahkan pada konsentrasi yang semakin tinggi, yang pada akhirnya menjadi kontaminan itu sendiri.
Tabel 1: Dampak Stabilisasi Busa Berdasarkan Bahan Penukar Panas (Udara-Agitated Watts Nickel Bath, 55 derajat )
| Parameter | Kumparan Baja Tahan Karat | Kumparan Titanium | Penukar Panas PTFE |
|---|---|---|---|
| Laju pelepasan ion logam terlarut (mg/hari) | 50-150 (Fe, Cr, Ni) | 5-20 (Ti) | 0 |
| Ketinggian busa di atas permukaan cairan (cm) | 15-30 | 8-15 | 3-5 |
| Konsumsi anti-busa relatif terhadap dasar | 3-5× | 1.5-2× | 1,0× (garis dasar) |
| Frekuensi perawatan karbon untuk-penghilangan busa | Bulanan | Dua bulanan | Sesuai kebutuhan (jadwal normal) |
| Masalah rumah tangga-yang berhubungan dengan busa | Peristiwa luapan yang sering terjadi | Sesekali | Langka |
| Stabilitas bahan pembasah mandi | Terdegradasi oleh kompleksasi logam | Sedikit degradasi | Stabil |
Besi-Kimia Kompleks yang Lebih Basah
Bahan pembasah dalam rendaman pelapisan nikel biasanya berupa surfaktan anionik-natrium lauril sulfat, natrium alkil eter sulfat, atau molekul serupa. Mereka membawa muatan negatif pada pH rendaman, yang memungkinkan mereka teradsorpsi pada permukaan katoda dan menurunkan tegangan permukaan untuk mencegah menempelnya gelembung gas hidrogen.
Besi besi dalam larutan membawa muatan +3. Ini berikatan kuat dengan kelompok kepala surfaktan yang bermuatan negatif. Satu ion besi dapat mengikat dua atau tiga molekul surfaktan. Kompleks yang dihasilkan memiliki berat molekul lebih tinggi, aktivitas permukaan lebih tinggi, dan kapasitas stabilisasi busa-yang lebih besar dibandingkan molekul surfaktan individual.
Kompleks ini juga menghilangkan surfaktan dari fungsi yang dimaksudkan. Molekul surfaktan yang terikat pada besi tidak tersedia untuk membasahi permukaan katoda. Konsentrasi zat pembasah efektif menurun meskipun busa bertambah. Operator mungkin merespons dengan menambahkan lebih banyak bahan pembasah, yang menghasilkan lebih banyak molekul untuk besi menjadi kompleks, sehingga memperburuk masalah busa dalam siklus-penguatan sendiri.
PTFE: Memutus Siklus Busa di Sumbernya
Penukar panas PTFE tidak melepaskan ion logam karena tidak mengandung logam. Fluoropolimer adalah karbon murni dan fluor. Tidak ada korosi, tidak ada pelarutan, dan tidak ada sumber busa-yang menstabilkan ion logam.
Penghapusan sumber ion logam yang terus menerus ini mengembalikan dinamika busa alami bak mandi. Bahan pembasah melakukan fungsi yang diharapkan pada permukaan katoda tanpa diasingkan oleh logam terlarut. Bahan anti-busa mengontrol tingkat busa normal tanpa meningkatkan dosis yang dibutuhkan kontaminasi logam. Perawatan karbon untuk menghilangkan-busa kembali ke jadwal perawatan normal.
Kimia mandi menjadi stabil. Penambahan bahan pembasah dan anti-busa dapat diprediksi berdasarkan throughput ampere-jam, bukan reaktif terhadap kejadian busa. Penghematan biaya dari pengurangan konsumsi bahan kimia, pengurangan pengolahan karbon, dan pengurangan tenaga kerja rumah tangga berkontribusi pada perhitungan pengembalian PTFE.
Ringkasan
Penukar panas PTFE mencegah masalah busa pada wadah dengan menghilangkan sumber busa-yang menstabilkan ion logam. Kumparan logam yang terkorosi melepaskan ion besi dan kromium yang mengikat molekul surfaktan, memperkuat lapisan gelembung dan menahan aksi anti-busa. Siklus peningkatan anti-busa dan peningkatan perlakuan karbon akan terputus ketika sumber ion logam dihilangkan.
Permukaan PTFE{0}}tanpa korosi menjaga kestabilan bahan kimia dalam wadah, konsumsi bahan kimia yang dapat diprediksi, dan tingkat busa yang dapat dikelola. Pengurangan biaya anti-busa dan bahan pembasah, dikombinasikan dengan pengurangan frekuensi pengolahan karbon, memberikan kontribusi yang berarti terhadap penghematan operasional dari konversi PTFE.
Analisis teknis untuk spesifikasi penukar panas PTFE dalam wadah pelapisan-rawan berbusa tersedia berdasarkan bahan kimia wadah, tingkat konsumsi bahan-anti pembasah dan anti-saat ini, insiden waktu henti-terkait busa, dan frekuensi pengolahan karbon.
