Un atelier de finition métallique a retiré un thermoplongeur en PTFE d'un réservoir de nettoyage alcalin après six mois de service. La surface de la gaine présentait une bande de PTFE décoloré et cloqué le long de la partie supérieure de la section chauffée. La partie inférieure était en bon état. Le réservoir avait une couche de mousse persistante sur sa surface et des bulles de mousse s'étaient accumulées contre la partie supérieure du radiateur, créant une couverture riche en vapeur-qui prive la surface de contact avec le liquide.
Le revêtement en mousse est une condition dans laquelle une couche de mousse stable recouvre une partie ou la totalité de la surface chauffante. La mousse est un mélange de gaz et de liquide, avec une fraction gazeuse élevée. La fraction gazeuse a une conductivité thermique bien inférieure à celle du liquide, la mousse agit donc comme une couverture isolante. La surface chauffante située sous la mousse est plus chaude que la surface en contact avec le liquide.
Pourquoi la mousse se forme et se stabilise dans les bains de tensioactifs
La mousse se forme lorsque des bulles de gaz sont générées dans un liquide contenant des agents tensioactifs-. Dans les bains de nettoyage, les tensioactifs sont des additifs intentionnels qui aident à éliminer les huiles et les saletés. Les tensioactifs stabilisent également la mousse, la faisant persister plutôt que de se briser rapidement.
La mousse remonte à la surface et s'accumule. Dans une cuve avec agitation, la mousse est générée en continu. La couche de mousse peut devenir épaisse de -50 à 100 mm et peut persister pendant des heures.
La mousse adhère également aux surfaces. La surface chauffante, surtout si elle est chaude, fournit des sites de nucléation pour la fixation des bulles. Les bulles s'accumulent et fusionnent pour former une couche de mousse sur la surface du radiateur.
| Concentration de tensioactif | Taux d'agitation | Hauteur de la mousse | Persistance de la mousse | Risque de couverture du chauffage |
|---|---|---|---|---|
| <0.5% | Faible | <10 mm | Court | Faible |
| 0.5–1.0% | Modéré | 10 à 30 millimètres | Modéré | Modéré |
| 1.0–2.0% | Haut | 30 à 60 mm | Long | Haut |
| >2.0% | Haut | >60 millimètres | Très longtemps | Très élevé |
Risque de génération de mousse et de couverture chauffante dans les bains de tensioactifs
Pourquoi les couvertures en mousse provoquent une surchauffe
La couche de mousse sur la surface du radiateur a une conductivité thermique 5 à 20 fois inférieure à celle du liquide. La chaleur générée par le radiateur ne peut pas s’échapper à travers la mousse aussi efficacement qu’elle le peut à travers le liquide. La température de la surface chauffante augmente.
Pour un radiateur fonctionnant à 1,2 W/cm², une couche de mousse de 20 mm peut ajouter 15 à 25 degrés à la température de surface. La température plus élevée accélère la dégradation du PTFE, le dépôt de tartre et la perméation. La zone recouverte de mousse- devient la première partie du radiateur à tomber en panne.
La mousse réduit également la zone mouillée du radiateur. Si la mousse recouvre les 30 % supérieurs du radiateur, seulement 70 % de la surface du radiateur est en contact avec le liquide. La surface effective est réduite et la densité en watts sur la zone mouillée augmente. La densité de watts plus élevée augmente encore la température de surface.
En quoi une couverture en mousse diffère d'une couverture à sec-
L'assèchement-se produit lorsque le niveau de liquide descend en dessous du haut du radiateur et que la section exposée est en contact avec l'air. Une couverture de mousse se produit lorsque le niveau de liquide est au-dessus du radiateur, mais la couche de mousse déplace le liquide et crée une zone riche en vapeur-.
L'effet thermique est similaire : -la surface surchauffe. Mais la cause est différente. Le séchage-est un problème de contrôle de niveau. Les couvertures en mousse constituent un problème de contrôle de la mousse.
Prévenir la couverture en mousse
La prévention la plus efficace consiste à contrôler la mousse. Cela signifie réduire la concentration de tensioactif, éliminer les contaminants qui stabilisent la mousse ou ajouter un agent antimousse.
La réduction de la concentration du tensioactif réduit le taux de génération de mousse. La concentration de tensioactif doit être maintenue au niveau minimum requis pour un nettoyage efficace.
L'élimination de l'huile et des contaminants du sol réduit la stabilité de la mousse. Les contaminants agissent comme des stabilisateurs de mousse. Un écumage ou une filtration régulière les élimine du bain.
L'ajout d'un agent antimousse brise la mousse. Les antimousses à base de silicone-sont efficaces mais peuvent contaminer le bain. Des antimousses sans-silicone sont disponibles pour les applications où la contamination par le silicone est un problème.
| Mesure de prévention | Effet sur la mousse | Mise en œuvre | Impact sur le processus |
|---|---|---|---|
| Réduire le tensioactif | Génération de mousse réduite | Contrôle chimique du bain | Peut réduire le nettoyage |
| Supprimer les contaminants | Stabilité inférieure de la mousse | Écrémage ou filtration | Aucun |
| Agent antimousse | Brise la mousse | Ajout chimique | Contamination potentielle |
| Brise-mousse mécanique | Enlève la mousse | Installation d'équipement | Aucun |
Mesures de prévention pour le revêtement en mousse dans les bains de tensioactifs
Quand une couverture en mousse indique un problème de conception
Un appareil de chauffage qui souffre d'une couverture de mousse malgré le contrôle de la mousse indique que la position du chauffage ou la conception du réservoir favorise l'accumulation de mousse sur la surface. Une configuration personnalisée de thermoplongeur en PTFE avec une position qui élimine la mousse, une densité en watts plus faible et une disposition optimisée en termes de débit-s'attaque à la cause profonde du revêtement en mousse. Le processus de spécification nécessite la chimie du bain, la concentration du tensioactif, la méthode d'agitation et la puissance requise. Pour les installations équipées de bains moussants, cette approche-spécifique à l'application réduit la surchauffe liée à la mousse-et prolonge la durée de vie du réchauffeur.
