近年、高周波熱処理技術は、省エネルギー、高品質、高効率、低コスト、容易な機械化、自動化などの利点により、熱処理業界で急速に開発および適用されています。高周波熱処理工程や装置の自動化の度合いについて多くの研究を行い、多くの成果を上げています。 しかし、高周波熱処理装置の冷却水のファウリング問題は報告が少なく、冷却水のスケーリング問題への配慮が不十分であり、高周波熱処理の日常管理では装置が不安定で故障率が高いという問題がありました。製品の熱処理品質が不安定。 高周波熱処理装置の長年の使用によると、高周波熱処理電源の冷却水スケーリングの問題は、高周波熱処理製品の品質安定性に影響を与える重要な要素であり、十分な注意を払う必要があります。
1. 高周波熱処理装置へのスケールの影響
スケールが循環冷却水システムで形成されると、システムに次の害をもたらします。熱交換器の熱伝達に影響を与え、システム内の流れ抵抗を増加させ、システム機器の腐食プロセスを強化します。設備のシャットダウンや清掃などの回数を増やします。
スケールの生成は、図 1、図 2、図 3 に示すように、主に誘導電源の電気部品、変圧器冷却銅管、インダクタ銅管の冷却内壁にあります。スケールは、電源の冷却効果を直接低減し、電気部品の寿命を延ばし、電源の実効出力電力を減らします。
図。 1 パイプラインのスケーリング
図 2 センサーのスケーリング
図。 3 SCR冷却水ジャケットの目盛り
2. スケールの特徴と原因
スケールはハードスケール、無機スケールとも呼ばれ、冷却水に不溶または難溶の塩分が、循環水の使用条件で劣化してできるスケールです。一般的なスケールには、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウムなどがあります。 、酸化鉄など。その中でも、炭酸カルシウムを主成分とする炭酸塩スケールが比較的一般的です。
現在、スケール形成過程には次のXNUMXつの側面があると考えられています。
(1)結晶化
スケールの形成は、次の反応に示すように、主に微溶性塩の結晶化によって引き起こされます。
Ca（HCO3）2→CaCO3+CO2+H2O
Mg（HCO3）2→MgCO3+CO2+H2O
MgCO3+H2O→Mg（OH）2+CO2
3Ca2++2PO43-→Ca3（PO4）2
結晶コアは、パイプ内の粗い場所または水中の浮遊物質である可能性があります。
(2) 沈降
水中に存在する浮遊粒子や形成された結晶は、重力に依存して金属機器の表面に沈降します。この沈降は、流動領域よりも停滞領域ではるかに深刻な汚れを生成します。 これは、製造現場で冷却水の流れが遅くなることがよくある理由でもあります。これは、冷却水が加速して水路が塞がれる主な理由ですが、動力冷却水システムの設計においても、ポンプ ヘッドがより大きく、より高速なものを選択するためです。流速の理由。
(3)結合と重合
循環水に油分や炭化水素系有機物が含まれていると、スラッジの凝集力や結合力が高まり、スラッジの成長や金属表面への付着が促進されます。 電源冷却水において、クローズド冷却システムがオープン冷却システムよりも優れている理由。
(4) 微生物の増殖
微生物スライムを生成するだけでなく、微生物自体も浮遊物質の結晶化コアであり、その繁殖により汚れの堆積が増加します。
(5) 腐食
腐食によって生成された腐食生成物はスラッジの一部であり、腐食により金属の表面が粗くなり、スケーリングと沈降に役立ちます。
(6) ベーキング効果
汚れは高温で焼くと固くなり落としにくくなります。
上記の XNUMX つのプロセスは独立しており、相互に作用します。 これらのプロセスでは、結晶化と沈降がファウリング沈着の主なプロセスです。
3. 冷却水システムのアンチスケール
工業生産では、現在、XNUMX 種類の炭酸塩スケール防止方法があります。
(1) 外部処理、つまり、補助水が冷却水システムに入る前に、石灰沈殿法やナトリウム陽イオン交換法などのスケール物質が除去または削減されます。 ナトリウム型陽イオン交換樹脂上のナトリウムイオンは、補給水中のカルシウムイオンとイオン交換されます。 その結果、水中のカルシウムイオンが樹脂に結合し、樹脂のナトリウムイオンが水に入ります。 式は次のとおりです。
R (SO3Na) 2+Ca (HCO3) 2 — R (SO3) 2Ca+2NaHCO3 (軟化反応)
軟水には、カルシウムイオンが含まれていないか、少量しか含まれていません。 軟水が冷却水循環システムに入った後、水のカルシウム硬度はまだ非常に低いため、冷却水システム全体をスケーリングすることは容易ではありません。 つまり、外部処理された冷却水は再利用のために電源装置の冷却システムに追加され、水質は定期的に検査されます。 この方法は、高周波熱処理冷却水システムで広く使用されています。
(2) 内部処理、つまり、循環冷却水に薬剤を添加して、水中のスケーリング物質を非スケーリング物質に変換するか、水中のスケーリング物質を変形させ、分散させ、水中で安定化させます。酸添加法や水質安定法など。 スケール抑制剤法：循環冷却水に少量の薬剤を添加することで、限界炭酸塩の硬度を高め、スケールの生成を防ぐことができます。 この薬剤はスケール防止剤と呼ばれます。 一部の薬物を追加する必要があるため、内部処理は水質汚染をもたらす可能性があり、熱処理では誘導熱処理システムはまだあまり使用されていません。
4. まとめ
高周波熱処理冷却システムの場合、冷却システムがスケールしない、またはスケールを縮小しないようにするために、高周波熱処理水冷却システムの設計および日常管理において、次の点に注意する必要があります。
(1) 電源冷却水に軟水を使用することは、水にスケールが発生しない、またはスケールが発生しにくいことを前提としています。 一方、軟水の硬度は定期的に検査されます。
(2) 電源装置の冷却水は、開放冷却システムよりも閉鎖循環システムの方が優れています。閉鎖冷却システムは、外来の微生物、ほこり、およびその他の汚染物質の侵入を効果的に減らすことができます。 水あかの結合・重合を抑えます。
（3）冷却システムでは、パイプライン内の水の流量を増やし、スケールの沈降効果を減らすために、高揚程のポンプを選択する必要があります。
(4) 強力な冷却システムでは、配管はステンレス鋼管、銅管、または強化プラスチック管とし、亜鉛メッキ鋼管は使用しないでください。
(5) 冷却システムは水温管理がポイントとなるため、冷却システム内の水温を監視し、温度が過熱した場合に警報を発する必要があります。 一般的に、水温は35℃を超えてはいけません。
（6）強力な冷却システムを毎年定期的に洗浄およびテストすることも、冷却システムの安定性を確保するために必要な条件です。定期的な洗浄プレート、プラスチックホースの経年変化、水温、圧力監視機器の検出など。