In che modo il trattamento di fluorurazione superficiale (al plasma o chimico) di un tubo riscaldatore PFA (perfluoroalcossi) modifica l'angolo di contatto con l'acqua da 110 gradi a 150 gradi e riduce l'adesione del calcare nella salamoia ad alta-temperatura del 70%?
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La fluorurazione della superficie del PFA migliora il contenuto di fluoro in superficie e ne aumenta l'idrofobicità. La fluorurazione del plasma (plasma CF4) porta ad un aumento dell'angolo di contatto con l'acqua da 110 gradi a 130-140 gradi. La fluorurazione chimica (gas F 2) migliora l'angolo di contatto a 140-150 gradi. Nella salamoia ad alta temperatura, un angolo di contatto più elevato comporta una minore adesione del calcare, poiché gli ioni che formano il calcare non aderiscono bene alla superficie idrofobica. Su superfici fluorurate l'adesione si riduce del 50-70% e gli intervalli di pulizia si allungano di 2-3 volte.
Fluorurazione-Idrofobicità indotta: meccanismo
La superficie PFA ha naturalmente un angolo di contatto di 105-115 gradi. La densità dei gruppi CF₃ e CF₂ sulla superficie aumenta con la fluorurazione plasmatica e chimica. Questi gruppi hanno meno energia superficiale e rendono la superficie più idrofobica (maggiore angolo di contatto). La tensione superficiale critica è diminuita da 18 mN/m a 12-15 mN/m.
Angolo di contatto quantitativo e metodo di adesione della scala rispetto alla fluorurazione
Metodo di trattamento Angolo di contatto (gradi) Forza di adesione delle incrostazioni (N/m2) Spessore delle incrostazioni dopo 500 ore (μm) Riduzione della frequenza di pulizia
Nessuno 105-115 10-20 100-200 1× Plasma (CF₄) 130-140 5-10 40-80 2-3× Prodotto chimico (F₂) 140-150 3-6 20-40 3-5× Prodotto chimico + ricottura 145-155 2-5 15-30 5-7× Guida alla selezione del metodo di fluorurazione
Severità dell'applicazione Trattamento consigliato Angolo di contatto (gradi) Riduzione della scala
Scalabilità bassa Nessuna 105-115 0%
Fluorurazione al plasma su scala moderata-aumento del 130-140 50-60%
Fluorurazione chimica su larga scala 140-150 70-80%
Grave ridimensionamento Prodotto chimico + ricottura 145-155 80-90%
Specifica dell'esperto
For PFA heater in high-temperature brine service, specify surface fluorination using F 2 gas (chemical treatment) to raise contact angle to >140 gradi e riducono l'adesione del calcare del 70%. "Fluoriniamo la superficie per ridurre le incrostazioni e aumentare il tempo tra le pulizie", afferma l'ingegnere.
