Millise väävelhappe kontsentratsiooni ja temperatuuri spetsiifilise kombinatsiooni korral vajab 2,0-millimeetrine 316 roostevabast terasest kest alla 5 vatti ruutsentimeetri kohta, et vältida aktiivset korrosiooni metalli marineerimisvannides?
Jäta sõnum
Protsessiinsenerid, kes ehitavad terasetehastes ja metallitootmistööstuses metallide peitsimisvannide jaoks elektrilisi sukelsoojendeid, seisavad äärmuslikel temperatuuridel väävelhappega kokku puutudes silmitsi 316 roostevabast terasest kestaga ühe karmima tingitusega. Marineerimisvannid töötavad tavaliselt temperatuuril 60–90 kraadi ja väävelhappe kontsentratsioonil 10–25%, sageli lahustunud rauasooladega, mis raskendab korrosiooni käitumist veelgi. Tihti valitakse 2,0 mm paksune seinapaksus, et võimaldada korrosiooni ja anda vanni turbulentsile ja töödeldava detailiga kokkupuutele mehaanilist vastupidavust. Normaalsel vattihedusel 8-12 W/cm2 töötamine põhjustab aga ümbrise pinna temperatuuri 20–40 oC kõrgemat vanni temperatuurist, mis võib viia selleni, et kest läheb aktiivsesse korrosioonirežiimi korrosioonikiirusega üle 5 mm aastas. Selles artiklis tuvastame kohaldatavad temperatuuri ja kontsentratsiooni kombinatsioonid, mille puhul 2, 0 mm 316 kesta tuleb passiivse korrosioonirežiimi sees püsimiseks vähendada alla 5 W / cm2.
316 Roostevaba teras väävelhappes: üleminek passiivselt aktiivsele
Artiklis 30 öeldakse, et väävelhappes sõltub roostevaba terase 316 passiivne -aktiivne üleminek suurel määral temperatuurist ja kontsentratsioonist. Passiivse režiimi korral on korrosioonikiirus < 0,2 mm yr-1. Aktiivse režiimi korral on määrad 5-20 mm aastas. Söögivanni tingimuste üleminekupiir järgib teatud kõverat. Üleminekutemperatuur 10 protsenti. väävelhappe temperatuur on umbes 55 kraadi C. 15% juures on 45 kraadi üleminek. 20% juures langeb see 38 kraadini. Sooja on kuni 32 kraadi . - 25%. 15% väävelhappega 70-kraadises lahtises vannis oleva küttekeha puhul ületab ainuüksi mahutingimus juba üle 45-kraadise üleminekutemperatuuri – vann on aktiivselt söövitav temperatuurini 316 ilma soojusvoota . 316 ei ole nendes tingimustes sobiv, olenemata seina paksusest või vattide tihedusest. Paljud marineerimisvannid on aga üleminekutsoonis, kus hulgitingimused on passiivsed, kuid soojusvoo tõttu tõusnud ümbrise pinnatemperatuur surub ümbrise aktiivsesse režiimi. Temperatuuri tõus mahult ümbrise pinnale on 2,0 mm kesta puhul 10 W/cm² juures umbes 25–30 kraadi. 40-kraadine puistevann 15% happega (passiivne) annab mantli pinnatemperatuuriks 65–70 kraadi, mis ületab 45-kraadise ülemineku, seega tekib mantli pinnal aktiivne korrosioon hoolimata asjaolust, et puistevann on passiivne.
Kriitilised alandamisläved 2,0 millimeetrit
Vajaduste vähendamine 316 proovi korrosioonikatsetest marineerimisvannidele vastavatel temperatuuridel ja kontsentratsioonidel on järgmine. Tupp 2,0 mm seinaga. Väärtused on maksimaalne vattihedus, mis hoiab ümbrise pinna temperatuuri vähemalt 5 kraadi madalamal passiivsest -aktiivsest üleminekutemperatuurist antud mahukontsentratsiooni korral.
Mahuline väävelhappe kontsentratsioon Massvanni temperatuur Passiivne-Aktiivne üleminekutemperatuur sellel kontsentratsioonil Maksimaalne ümbrise pinnatemperatuur (üleminek – 5 kraadi ohutusvaru)Maks. Lubatud vattihedus 2,0 mm. Kest Soovitatav tegevus 10% 30 kraadi 55 kraadi 50 kraadi 12 W/cm² Ohutu standardse vattihedusega
10% 40 kraadi 55 kraadi 50 kraadi 6 W/cm² 10% 45 kraadi 55 kraadi 50 kraadi 3 W/cm2 piirväärtus; Kaaluge sulami täiustamist 10% Üle 48 kraadi 55 kraadi 50 kraadi Pole võimalik Titaan või sulam 20
15% 25oC 45oC 40oC 10 W/cm2 Ohutu mõõduka vattihedusega
15% 30 kraadi 45 kraadi 40 kraadi 6 W/cm² Vajalik alandamine
15% 35 kraadi 45 kraadi 40 kraadi 2 W/cm2 Ei ole otstarbekas vahetada sulam
15% Üle 38 kraadi 45 kraadi 40 kraadi Ei ole võimalik 316 ei ole otstarbekas
20% 20 kraadi 38 kraadi 33 kraadi 8 W/cm² Ohutu madala vattihedusega
20% 25C 38C 33C 4 W/cm2 Suur vähenemine 20% Üle 28C 38C 33C Ei ole võimalik 316 ei sobi
25% <25°C 32°C 27°C <3 W/cm² 316 not recommended
25% > 25 kraadi 32 kraadi 27 kraadi Pole võimalik Kasutage sulamit 20 või titaani
Tüüpilise 15% väävelhappe ja 35-kraadise puistetemperatuuriga peitsivanni puhul peab 2,0 mm 316 ümbris olema 2 W/cm2 või alla selle, et vältida aktiivset korrosiooni. Sellise vattiheduse korral oleks kütteseade ebapraktiliselt pikk küttekeha, mille keskmine võimsus on 10-20 kW. Nii et 316 ei sobi selle teenuse jaoks. Insenerid peaksid kaaluma sulami 20 (Carpenter 20) või Alloy 825 kasutamist, mõlema passiiv-aktiivse ülemineku temperatuurid on 30–50 kraadi kõrgemad kui 316 väävelhappes.
Disainis tehtud muudatused aktiivse korrosiooni vältimiseks ilma alavääristamiseta
Kui peitsimisvanni tingimused on üleminekupiiri lähedal ja 2,0 mm 316 ümbris on juba paigas või vajalik, võivad kolm konstruktsiooni reguleerimist vältida aktiivset korrosiooni, ilma et vattihedus langeks alla praktilisi piire. Esimene on happe ringluse parandamine läbi küttepinna. Turbulentne vool kiirusega 1–2 m/s vähendab ümbrise pinna temperatuuri tõusu 25–30 kraadilt 10–15 kraadile, mis võib takistada ümbrise jõudmist üleminekupunkti. Teine muudatus on oksüdeeriva aine lisamine vanni. Raua ioonide või vesinikperoksiidi väikesed lisandid võivad passiivset{12}}aktiivset üleminekut kõrgematele temperatuuridele nihutada 10-20 kraadi C võrra, naases passiivse käitumise juurde. Kolmas muudatus on kahe-vattihedusega küttekeha, millel on madalam võimsustihedus vanni alumises osas ja kihistumise tõttu on kõrgeim temperatuur. Enamiku marineerimisvannirakenduste puhul on insenertehniline lahendus 316-lt muuta vastupidavamaks sulamiks. Tavaliselt on 2,0 mm 316 ümbrise ja sama suurusega sulamist 20 kesta kulude erinevus 30-50%, kuid kasutusiga pikeneb kuudelt 5-10 aastani. Söötmisvannide küttekehade määramisel peaksid insenerid esitama tarnijale vanni täieliku koostise, temperatuurivahemiku ja eeldatava turbulentsi astme. Kui tootja soovitab 15% väävelhappe puhul 50 kraadi juures 316 ega räägi amortisatsioonist või aktiivse korrosiooni võimalusest, ei anna ta asjatundlikku nõu. Üleminek passiivselt aktiivseks korrosiooniks väävelhappes on kiire ja halastamatu. 2,0 mm kest, mis kaotab aktiivse korrosiooni tõttu 5 mm aastas, perforeerub vähem kui 5 kuuga. Alavääristamine<5 W/cm 2 is seldom feasible for commercial pickling baths, therefore alloy upgrade remains the only reliable remedy for most applications.
