Liema Wisa' Kritika tal-Qasam tal-Qasam Bejn Sheater tal-Heater tal-Azzar Stainless 316 u l-Fange tal-Immuntar tiegħu jibda Pitting Aċċellerat f'200 ppm Ilma tal-Klorur fi 80 grad

Il-limitu ġeometriku tat-tnaqqis tal-ossiġnu u l-aċidifikazzjoni lokali

Il-qasma bejn l-għant u l-komponent tal-immuntar hija s-sit l-aktar sensittiv għall-korrużjoni lokalizzata ta 'ħiters ta' immersjoni mgħottija bl-istainless steel 316 immuntati permezz ta 'flanġijiet jew ħitan tat-tank. Meta l-qasma tal-qasma titnaqqas għal wisa 'kritika, ġeneralment bejn 0.1 mm u 0.5 mm, dipendenti fuq il-konċentrazzjoni u t-temperatura tal-klorur, id-dħul tal-ilma bl-ingrossa huwa ristrett, u l-ossiġnu jitbattal mix-xquq. Sussegwentement, il-konċentrazzjoni tal-klorur tiżdied u l-pH jonqos, u dan iwassal għal korrużjoni aċċellerata ta 'pitting u xquq. 316 għant b'qasma ta 'inqas minn 0.3 mm f'200 ppm ilma klorur se tibda korrużjoni ta' xquq f'6-12-il xahar f'80 grad, iżda l-għant identiku b'qasma ta 'qasma ta' aktar minn 0.5 mm se jibqa 'passiv għal 5+ snin. Dan l-artikolu jistma l-wisa 'tal-qasma meħtieġa għal 316 għant taħt ċirkostanzi tipiċi ta' ilma sħun u jagħti kriterji tad-disinn għall-immuntar mingħajr xquq.

Mekkaniżmu Elettrokimiku għall-Bidu ta' Korrużjoni ta' Xquq

Il-korrużjoni tal-qasma tal-istainless steel 316 tinbeda meta l-ġeometrija ta 'xquq tfixkel it-trasferiment konvettiv u diffużiv tal-ossiġnu mis-soluzzjoni tal-massa għall-wiċċ tal-metall fi ħdan ix-xquq. L-ossiġnu jiġi kkunsmat minn proċessi katodiċi (tnaqqis tal-ossiġnu) ġewwa l-ħquq u l-konċentrazzjoni tal-ossiġnu lokali tonqos għal livell qrib iż-żero waqt li s-soluzzjoni tal-massa tiġi erjata. Din id-differenza potenzjali tistabbilixxi ċellula galvanika. Il-fruntieri ta 'barra tax-xquq (ossiġenat ħafna) isiru l-katodu u l-interjuri tax-xquq (deossiġenat) isir l-anodu. Il-joni tal-klorur huma attirati fil-qasma biex jinnewtralizzaw iċ-ċarġ, u jiksbu konċentrazzjonijiet 10-100 darba dawk fil-massa. L-idroliżi simultanja ta' joni tal-metall maħlul (Fe 3+ , Cr 3+ ) toħloq joni tal-idroġenu u tnaqqas il-pH lokali għal 2-4. L-effett ta 'klorur għoli u pH baxx fuq it-tqassim tal-film passiv fuq 316 ġie studjat biex jinbeda dissoluzzjoni anodika rapida. Il-wisa 'tal-vojt kruċjali hija l-akbar wisa' tad-distakk li d-diffużjoni tal-ossiġnu ma tistax tikkumpensa għall-konsum tal-ossiġnu. F'settings statiċi jew ta 'fluss baxx dan id-distakk kruċjali huwa ġeneralment bejn 0.3 u 0.5 mm. Spazji akbar minn 0.5 mm jippermettu biżżejjed passaġġ ta 'ossiġnu biex isostnu l-passività. Jekk il-vojt huma inqas minn 0.3 mm wiesgħa, huma jiġu deossiġenati fi żmien sigħat għal jiem u jiġu attakkati minn korrużjoni tal-xquq anke f'ilma b'klorur baxx.

Limiti għall-Korrużjoni tal-Xquq ta' 316 fi 80 grad f'200 ppm Klorur Kwantifikat.

Ittestjar sistematiku b'formaturi ta 'xquq b'wisgħat ta' qasma regolati fuq folji ta 'l-istainless steel 316 li jirrappreżentaw il-wiċċ ta' l-għata tal-heater f'ilma bil-klorur ta '200 ppm effervexxenti fi 80 grad iddetermina d-distakk kruċjali ta' qasma għall-bidu tal-korrużjoni tal-xquq. It-test kien twil 12-il xahar, b'unitajiet perjodikament imneħħija u eżaminati għall-attakk. Ir-riżultati juru bidla f'daqqa fil-wisa' tad-distakk minn 0.4 mm għal 0.5 mm. Il-korrużjoni tal-qsim inbdiet fil-kampjuni kollha f'0.4 mm jew inqas fi żmien 6 xhur. Spazji .5 mm jew akbar kienu ħielsa minn attakk għat-12-il xahar kollha. Estrapolazzjoni għal servizz fit-tul, lakuni ta '0.5-0.8 mm jistgħu jibdew attakk wara 3-5 snin fil-preżenza ta' kimika ostili tal-ilma jew ċikli termali li jipproduċu effetti ta 'konċentrazzjoni. Il-ħinijiet dettaljati għall-bidu tal-korrużjoni tal-xquq għal 316 għant huma mogħtija fit-tabella hawn taħt bħala funzjoni tal-wisa 'tal-vojt, il-konċentrazzjoni tal-klorur u t-temperatura.

Wisa 'tal-qasma tax-xquq (mm) Konċentrazzjoni tal-klorur (ppm) Temperatura (grad) Ħin għall-bidu tal-Korrużjoni tal-Xquq Ħin għall-Perforazzjoni (ħajt ta' 1.5 mm wara l-bidu) Rakkomandat għal Servizz ta' 5 Snin<0.1 (tight contact) 200 80 <1 month 3-6 months No 0.1-0.2 200 80 1-3 months 3-6 monthsNo 0.2-0.3 200 80 3-6 months 6-12 months No
0.3-0.4 200 80 6-9 xhur 9-18-il xahar Nru 0.4-0.5 200 80 9-12 xhur 12-24 xahar Marġinali
0.5-0.7 200 80 >24 xahar (ma tistax tibda) -Iva (bl-eżami)
0.7-1.0 200 80 >60 xahar - Iva1.0 (vojt miftuħ) 200 80 L-ebda korrużjoni tal-qsim - Iva
0.5-0.7 500 80 6-12 months 12-18 months No 0.5-0.7 200 60 >60 xahar Iva
0.3-0.5 200 60 12-24 xhur 24-36 xahar Aċċettabbli bil-monitoraġġ Xquq Ġeometriċi fl-Assemblaġġi tal-Immuntar tal-Heater

Għal ħiters ta' immersjoni flanġjati tliet elementi ta' disinn frekwenti jagħtu lok għal xquq b'wisgħat ta' vojt li ħafna drabi huma taħt il-limitu kritiku. L-ewwel huwa fittings tal-kompressjoni jew flanġijiet bil-gasketed fejn l-għant jgħaddi minn siġill elastomeriku jew PTFE li huwa kkompressat mal-metall. Il-pressjoni ta' kuntatt tista' tnaqqas id-distakk kważi għal żero fis-siti ta' kuntatt, filwaqt li ż-żoni ħdejn il-punti ta' kuntatt xorta jista' jkollhom vojt ta' 0.1-0.2 mm. It-tieni tip huwa bushings iwweldjati jew bil-kamin li fihom l-għant jitqiegħed fi blokka tal-ħanek b'toqba ta 'tneħħija ta' 0.2-0.3 mm. Din it-tneħħija hija fil-medda kritika tal-qsim għadha meħtieġa għall-assemblaġġ. It-tielet hija skala jew debris li jinbena bejn l-għant u folja ta 'tubu li twaħħil issikkat, u tnaqqas vojt akbar għal netwerk ta' xquq sottokritiċi. Disinji ġodda tal-heater jistipulaw vojt minimu ta '1.0 mm (bl-użu ta' bushing bi spazju ta '1.0-1.5 mm) biex titnaqqas il-possibbiltà ta' korrużjoni ta 'xquq. Disinji eżistenti li jużaw flanġijiet solidi għandhom jiġu sostitwiti b'parentesi ta 'appoġġ miftuħin jew klampi, fejn l-għant jgħaqqad f'postijiet diskreti (tliet jew erba' punti kuntatti b'lakuni miftuħa x'imkien ieħor), li jfixklu l-ġeometrija kontinwa tal-qsim.

Strateġiji ta' Mitigazzjoni għal Lakuni Kritiċi Inevitabbli

Jekk il-parametri tad-disinn jeħtieġu spazji ta 'xquq ta' inqas minn 0.5 mm, bħal f'siġilli tal-flanġ ta 'pressjoni għolja fejn huma meħtieġa tolleranzi stretti, jintużaw tliet miżuri ta' mitigazzjoni biex jipprevjenu l-korrużjoni tax-xquq. L-ewwel u l-aktar ta 'suċċess hija l-applikazzjoni ta' gaskits polimeriċi jew elastomeriċi li jipprojbixxu totalment l-ilma mill-qasma. L-ebda elettrolit ma jidħol fix-xquq, u għalhekk il-konċentrazzjoni tal-klorur u t-tnaqqis tal-ossiġnu huma evitati b'għeluq li ma jgħaddix ilma minnu pprovdut minn siegla PTFE jew EPDM kompressata. Dan il-metodu jeħtieġ li l-materjal tal-gasket ikun kompatibbli mat-temperatura tal-fluwidu (EPDM sa 120 grad, PTFE sa 250 grad). It-tieni approċċ huwa li tagħżel liga aktar -reżistenti għal xquq biss għall-għant fis-sit tal-immuntar, bl-użu ta 'biċċa tranżizzjoni wweldjata ta' Alloy 625 jew titanju. Dawn il-materjali għandhom qasma kritiċi ta' inqas minn 0.1 mm u għalhekk anke spazju strett ma jistax jibda attakk. It-tielet għażla hija l-protezzjoni katodika. Jekk l-għata tal-heater hija mwaħħla ma 'anodu taż-żingu jew aluminju sacrificial, il-potenzjal ġewwa x-xquq jista' jitbaxxa taħt il-potenzjal ta 'pitting, iżda dan jeħtieġ disinn bir-reqqa biex jiġi evitat l-idroġenu embrittlement tal-għant.

Identifikazzjoni tal-Korrużjoni tal-Xquq fuq Heaters Installati fil-Qasam

Fis-servizz heaters se juru korrużjoni crevice fuq il-ħanek immuntar bħala ċirku ta ' pitting jew ħela ġenerali immedjatament ħdejn il-flanġ jew siegla, tipikament 1 sa 5 mm mill-punt ta ' kuntatt. L-attakk huwa normalment l-aktar profond meta l-qasma tal-qasma hija l-iżgħar. Jekk tħares taħt ħanek żarmat tista 'tara li ż-żona msadda hija strixxa skura bl-għadma bl-ebda metall qawwi li juri. Prodotti ta 'korrużjoni komunement jinkludu imluħa tal-klorur tan-nikil aħdar. Jekk il-heater ilu fis-servizz għal aktar minn 1-2 snin u l-ilma jkun fih kloruri 'l fuq minn 100 ppm, allura l-korrużjoni tal-qsim għandha tkun suspettata kull meta heater flanġ jitneħħa għal kwalunkwe raġuni. Għas-sostituzzjoni, il-heater il-ġdid għandu jitqiegħed jew b'disinn ta' vojt miftuħ (spazju akbar minn jew ugwali għal 1.0 mm) jew siegla li tissiġilla kompletament li ma tippermetti l-ebda dħul ta' elettrolit.

Konklużjoni: Servizz Affidabbli mingħajr Immuntar ta 'Xquq

Korrużjoni tax-xquq mibdija fi 316 heaters ta 'immersjoni magħluqa ta' l-istainless steel f'200 ppm ilma klorur fi 80 grad għal wisa 'taħt il-qasma taħt 0.5 mm matul 12-il xahar u perforazzjoni seħħet fi żmien 24 xahar. Jekk il-vojt huma aktar minn 0.7 mm, l-unità tiggarantixxi 5+ snin ta 'servizz mingħajr problemi. Meta tagħżel ħiters bil-flanġ, għandek tliet għażliet: iddisinja l-muntatura sabiex ikollok mill-inqas 1.0 mm ta' spazju bejn l-għant u kwalunkwe wiċċ tal-metall li jmiss, uża siegla li tissiġilla bis-sħiħ biex tevita li l-ilma jidħol fir-reġjun tax-xquq, jew aġġorna l-materjal tal-għant għal liga aktar -reżistenti għal xquq fl-interface. L-approċċ mogħti hawn jippermetti lix-xerrejja jispeċifikaw ġeometriji ta' mmuntar li jevitaw l-aktar kawża komuni ta' falliment prematur f'ħiters ta' immersjoni 316 flanged li jaħdmu fil-klorur-li jġorru l-ilma sħun billi jirrelataw il-wisa 'tal-qasma ma' perjodi ta' żmien kwantifikabbli biex jinbdew.