Mecanismos de desvio de filtragem
O bypass de filtração ocorre quando as partículas não são capturadas pelo filtro e permanecem no banho de recirculação. Vários mecanismos produzem condições de bypass. Um cartucho de filtro danificado permite que partículas passem pelas rachaduras. Uma caixa de filtro mal vedada permite que o banho não filtrado desvie do cartucho. Um filtro superdimensionado ou uma classificação incorreta de retenção de partículas não consegue capturar partículas finas. Um filtro com eficiência reduzida após uso prolongado permite a passagem de partículas cada vez mais finas.
Uma instalação de cromo duro com banhos de níquel sem eletrólito documentou mecanismos de desvio por meio de testes de pressão da carcaça do filtro e contagem de partículas. Cartuchos danificados foram responsáveis por 50% dos eventos de bypass. As falhas de vedação representaram 25%. Filtros superdimensionados representaram 15%. Outros mecanismos representaram 10 por cento. O mecanismo de bypass específico determinou o tamanho e a composição das partículas que chegam às placas de aquecimento.
Padrões de distribuição de escala a partir de condições de desvio
As condições de bypass criam padrões distintos de escamação da placa de aquecimento que diferem da deposição normal. As partículas que contornam o filtro são normalmente maiores e de composição mais variada do que aquelas capturadas pelo filtro. Estas partículas depositam-se preferencialmente em áreas de alto fluxo ou alta temperatura.
Uma instalação de semicondutores com banhos de níquel sem eletrólito documentou padrões de escala de eventos conhecidos de desvio de filtro. Os eventos de desvio criaram depósitos irregulares de incrustações distribuídos pela superfície da placa de aquecimento, com depósitos mais pesados nas bordas e cantos da placa. A escama era mais áspera e de coloração mais variada que os depósitos normais, indicando a presença de partículas maiores e de composição variada.
| Condição de desvio | Aparência da escala | Tamanho de partícula | Localização do depósito | Causa Típica |
|---|---|---|---|---|
| Cartucho danificado | Irregular, irregular | 25-75 mícrons | Em toda a superfície | Falha no cartucho |
| Falha no selo | Padrões lineares | 10-50 mícrons | Ao longo do caminho do fluxo | Danos na junta ou vedação |
| Filtro superdimensionado | Depósitos finos e uniformes | 5-20 mícrons | Distribuição homogênea | Classificação de filtro incorreta |
| Envelhecimento do filtro | Aumento gradual | 3-15 mícrons | Acúmulo progressivo | Intervalo de serviço estendido |
| Vários mecanismos | Padrões complexos | Variável | Vários locais | Falhas combinadas |
Tamanho de partícula e adesão à escala
O tamanho das partículas que chegam à placa de aquecimento afeta a sua adesão e acumulação. Partículas maiores podem não aderir fortemente à superfície do fluoropolímero, mas podem acumular-se em áreas de alta temperatura ou baixo fluxo. Partículas menores podem penetrar em micro{2}}defeitos superficiais e formar ligações mais fortes. A distribuição do tamanho das partículas das condições de desvio afeta a taxa de formação de incrustações e a dificuldade de limpeza.
Uma instalação de PCB com banhos de níquel sem eletrólito analisou tamanhos de partículas de eventos de bypass. Os eventos de desvio produziram partículas de 25 a 75 mícrons, que se acumularam na superfície da placa de aquecimento dentro de 2 a 3 semanas de operação. A filtração normal produziu partículas abaixo de 10 mícrons, que se acumularam de forma mais gradual. As partículas maiores do bypass foram mais difíceis de remover durante a limpeza devido à sua forte adesão.
Alterações na composição da escala a partir do desvio
As condições de bypass alteram a composição da incrustação nas placas de aquecimento, depositando partículas que normalmente não estão presentes no banho de recirculação. Essas partículas incluem materiais estranhos que se acumulam como incrustações, produtos de decomposição orgânica que não foram capturados pelo filtro e partículas metálicas provenientes da quebra do filtro. A composição alterada afeta a adesão de incrustações, remoção e potencial de corrosão.
Uma instalação europeia de níquel eletrolítico com eventos de desvio de filtro analisou a composição da escala em condições de desvio e não{0}}de desvio. A escala de bypass continha 40% de partículas de níquel, 30% de compostos orgânicos e 30% de materiais estranhos. A escala não{6}}bypass continha 60% de compostos de níquel e 40% de compostos orgânicos. A incrustação de bypass era mais difícil de remover, exigindo tempos de limpeza com ácido 50% mais longos.
Padrão de Fluxo e Distribuição de Depósitos
O padrão de fluxo de recirculação determina a distribuição de partículas que desviam do filtro. Áreas de alto fluxo recebem mais partículas e apresentam maiores taxas de deposição. As áreas de baixo fluxo recebem menos partículas, mas podem acumulá-las de forma mais persistente devido à redução da erosão. O padrão de fluxo deve ser considerado ao rastrear eventos de bypass.
Uma instalação de semicondutores com tanques de níquel sem eletrólito documentou padrões de fluxo por meio de estudos de corantes traçadores. O padrão de fluxo mostrou zonas de alta velocidade no ponto de retorno da recirculação, com velocidades diminuindo em direção às extremidades do tanque. O padrão de deposição de partículas de desvio mostrou depósitos pesados no ponto de retorno de recirculação, onde a alta velocidade distribuiu partículas de desvio para a superfície da placa de aquecimento.
Detecção de condições de bypass
A detecção precoce do desvio do filtro permite ações corretivas antes que o acúmulo de incrustações na placa de aquecimento se torne problemático. Vários métodos de detecção estão disponíveis. O monitoramento da queda de pressão no filtro identifica alterações que indicam bypass. A contagem de partículas no banho de recirculação detecta níveis aumentados de partículas. A inspeção visual da superfície da placa de aquecimento revela alterações no padrão de escala.
Uma instalação de cromo duro com banhos de níquel não eletrolítico implementou um sistema de monitoramento de queda de pressão. O sistema detectou eventos de bypass dentro de 2 a 3 horas após a ocorrência. A detecção precoce permitiu a substituição do filtro antes que ocorresse um acúmulo significativo de partículas nas placas de aquecimento. O sistema de monitoramento reduziu a frequência de escalonamento da placa de aquecimento em 50%.
