Une ligne de gravure de PCB a remplacé un thermoplongeur en PTFE dans un agent de gravure au chlorure cuivrique après seulement sept mois. La surface du réchauffeur présentait des piqûres le long des cordons de soudure et au niveau de la conduite de liquide. La résistance d'isolation était tombée à 12 MΩ. L'agent de gravure était une solution à haute teneur en chlorure- fonctionnant à 55 degrés. Le chauffage avait été spécifié à 1,5 W/cm²-une valeur qui fonctionnait bien dans d'autres produits chimiques mais qui était trop agressive pour l'environnement riche en chlorure-.
Les agents de gravure à haute teneur en chlorure- font partie des produits chimiques les plus exigeants pour les thermoplongeurs en PTFE. Les ions chlorure pénètrent dans les films protecteurs et provoquent des piqûres sur les métaux. Ils imprègnent également les polymères et dégradent la liaison entre le revêtement et le substrat. La combinaison de l’attaque des chlorures et de la température élevée accélère la dégradation.
Pourquoi les agents de gravure au chlorure nécessitent une densité de puissance inférieure
Les ions chlorure sont petits, mobiles et agressifs. Ils pénètrent dans le PTFE à une vitesse qui dépend de la température et de la concentration. À 55 degrés et à une concentration élevée de chlorure, le taux de perméation est important. Les ions chlorure atteignent la ligne de liaison entre le PTFE et la gaine métallique, où ils déclenchent la corrosion.
Le taux de perméation est activé thermiquement. Chaque augmentation de 10 degrés double environ le taux. Un radiateur fonctionnant à 1,5 W/cm² a une température de surface de 15 à 20 degrés supérieure à un radiateur fonctionnant à 1,0 W/cm². La température plus élevée accélère la perméation du chlorure et réduit le temps nécessaire à la rupture du revêtement.
| Densité en watts | Température de surface à 55 degrés | Taux de perméation des chlorures | Délai avant la violation du revêtement | Durée de vie prévue |
|---|---|---|---|---|
| 0,6 W/cm² | 65-70 degrés | Très faible | >36 mois | 4 à 6 ans |
| 0,8 W/cm² | 70-75 degrés | Faible | 24 à 36 mois | 3 à 5 ans |
| 1,0 W/cm² | 75-82 degrés | Modéré | 12 à 24 mois | 2 à 3 ans |
| 1,2 W/cm² | 82-90 degrés | Haut | 8 à 14 mois | 12 à 24 mois |
| 1,5 W/cm² | 90-100 degrés | Très élevé | 4 à 8 mois | 6 à 12 mois |
Densité de watts et son effet sur la perméation des chlorures et la durée de vie
Le plafond de température pour le service de chlorure
La température de surface est la variable de contrôle. Pour les agents de gravure à haute teneur en chlorure-à une masse de 55 degrés, la température de surface ne doit pas dépasser 80 à 85 degrés. Au-dessus de cette plage, le taux de perméation des chlorures s'accélère et le PTFE se dégrade rapidement.
Pour maintenir la température de surface en dessous de 85 degrés, la densité en watts doit être limitée à 1,0–1,2 W/cm² dans des bains modérément agités. Dans les zones à faible débit-, la limite descend à 0,8 W/cm².
Calcul de la superficie requise
La surface requise dépend de la puissance et de la densité en watts. Pour une puissance de 6 kW à 1,0 W/cm², la surface requise est de 6 000 cm². Un chauffage simple face-avec un encombrement de 500 mm × 600 mm fournit 3 000 cm²-insuffisant. Un chauffage double-fournit 6 000 cm², ce qui répond aux exigences.
Si le réservoir ne peut pas accueillir un radiateur double-de 500 × 600 mm, plusieurs radiateurs plus petits répartis autour du réservoir peuvent fournir la surface requise tout en maintenant une faible densité en watts.
| Puissance | Densité en watts | Surface requise | Empreinte sur un seul côté- | Empreinte double-face |
|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 1,0 W/cm² | 3 000 cm² | 500 × 600 millimètres | 500 × 300 mm |
| 4 kW | 1,0 W/cm² | 4 000 cm² | 500 × 800 millimètres | 500 × 400 mm |
| 5 kW | 1,0 W/cm² | 5 000 cm² | 500 × 1 000 millimètres | 500 × 500 millimètres |
| 6 kW | 1,0 W/cm² | 6 000 cm² | 600 × 1 000 millimètres | 600 × 500 millimètres |
| 8 kW | 1,0 W/cm² | 8 000 cm² | 800 × 1 000 millimètres | 800 × 500 mm |
Exigences en matière de surface et d'encombrement pour les agents de gravure à haute teneur en chlorure-à 1,0 W/cm²
Étapes de spécification pratiques pour un service-à haute teneur en chlorure
Commencez par la concentration en chlorure. Des concentrations plus élevées nécessitent une densité de watts plus faible. Pour des concentrations supérieures à 200 g/L, la densité en watts ne doit pas dépasser 1,0 W/cm². Pour des concentrations supérieures à 300 g/L, la limite descend à 0,8 W/cm².
Sélectionnez la densité en watts à partir des conditions de débit réelles à l'emplacement du réchauffeur. Dans un bain modérément agité, 1,0 W/cm² est approprié. Dans une zone à faible débit-, déclassez à 0,8 W/cm².
Calculez la surface requise à partir de la puissance et de la densité en watts. Un service de 6 kW à 1,0 W/cm² nécessite 6 000 cm². Si un seul radiateur ne peut pas fournir cette zone à l’intérieur du réservoir, envisagez plusieurs radiateurs répartis autour du périmètre.
Vérifiez que la température de la surface du radiateur reste inférieure à 85 degrés. Si la température de surface calculée dépasse cette limite, réduisez davantage la densité en watts ou améliorez le débit à la surface du radiateur.
Lorsque les radiateurs standard ne peuvent pas répondre aux exigences de densité en watts
Les réservoirs de gravure à haute teneur en chlorure-avec des exigences de puissance élevées et un espace périphérique limité ne peuvent souvent pas accueillir de thermoplongeurs PTFE standards aux faibles densités de watts exigées par la chimie. Une configuration de thermoplongeur en PTFE personnalisée avec une grande surface, une faible densité en watts et une position optimisée en termes de débit-résout la cause première de l'inadéquation de la densité en watts. Le processus de spécification nécessite la concentration en chlorure, la température de fonctionnement, les dimensions du réservoir, les conditions de débit et la puissance requise. Pour les installations utilisant des agents de gravure à haute teneur en chlorure, cette approche spécifique à l'application réduit les piqûres et prolonge la durée de vie du réchauffeur.
