A nátrium-hidroxid-koncentráció és a burkolat felületi hőmérsékletének milyen specifikus kombinációja esetén kell az 1,2 milliméteres 316-os rozsdamentes acél burkolatot hathavonta cserélni az alumínium maratott fürdőkád fűtési szolgáltatásában?
Hagyjon üzenetet
A repülőgépiparban, az autóiparban és az elektronikai iparban használt alumínium maratófürdők elektromos merülőmelegítőin dolgozó folyamatmérnökök elsősorban nátrium-hidroxidot használnak maratószerként. A tipikus maratási oldatok 5-15% NaOH 60-80 fokon, és eltávolítják az alumínium-oxidot és feloldják az alumínium fémet. Általában egy 1,2 mm-es 316-os rozsdamentes acél burkolatot használnak a maratótartályok helyszűke és a hőreakció igényeinek kielégítésére. Az alumínium magas maróanyag-koncentrációja, magas hőmérséklete és oldódó termékei azonban agresszív környezetet eredményeznek. Bizonyos küszöbértékeknél az általános korrózió hat hónap alatt megtámadja az 1,2 mm-es falat, és félévente cserére van szükség. A cikk meghatározza azokat a pontos koncentrációkat és hőmérsékleteket, amelyeknél az 1,2 mm-es 316-os hüvely eléri a hat hónapos élettartam határát.
A 316 korróziós viselkedése oldott alumíniumot tartalmazó nátrium-hidroxidban
60 fok alatti hőmérsékleten a 316-os rozsdamentes acél passzív maradhat, és 5% feletti nátrium-hidroxid-oldatokban évi 0,1 mm-nél kisebb korróziós sebességgel rendelkezik. De minél magasabb a hőmérséklet, annál kevésbé stabil a passzív film. A maratással oldott alumínium keletkezik, amely felgyorsítja a korróziót azáltal, hogy aluminát ionokat termel, amelyek megtámadják a passzív filmet. A korrózió sebessége alumínium nélkül 0,2-0,4 mm/év 70oC-on 10%-os NaOH-ban. Az arány évi 0,5-1,0 mm 10 g/l oldott alumíniummal. 80 fokos alumínium esetén az arány 1,0-2,0 mm/év. 1,2 mm-es köpeny esetén a nyomástartó minimális szerkezeti vastagsága körülbelül 0,5 mm. 0,7 mm korrózió behatolás 6 hónap alatt 1,4 mm/év sebességgel. A hat hónapos cserehatárt akkor éri el, ha a maróanyag-koncentráció, a hőmérséklet és az alumíniumtartalom kombinációja 1,2-1,8 mm-es korróziós sebességet eredményez évente.
Hathónapos élettartam kritikus küszöbértékek
316 minta merítési vizsgálata nátrium-hidroxid oldatban oldott alumíniummal, amely a maratófürdő használatára jellemző, azt mutatja, hogy egy 1,2 mm-es fal maximális élettartama hat hónap a maróanyag-koncentráció és a burkolat felületi hőmérsékletének alábbi kombinációi esetén.
Nátrium-hidroxid koncentrációja (tömeg%) Oldott alumínium (g/L) Tömeges fürdőhőmérséklet Köpeny felületi hőmérséklete 6 W/cm2-nél (12 fokos emelkedés) Várható korróziós sebesség Csökkenés ideje 1,2 mm-ről 0,5 mm-re Élettartam 5% 5 70 fok 82 fok 0,1 – 1 év 0,7 mm – 1 év. 12 – 22 hónap 5% 10 70 fok 82 fok 0,6 – 1,0 mm/év 0,7 – 1,2 év 8 – 14 hónap 5% 15 70 fok 82 fok 0,8 – 1,3 mm/év 0,5 – 0,9 év 6 – {11 hónap } 8 % 0,0 fok mm/év 0,8 – 1,4 év 9 – 17 hónap 8% 10 65 fok 77 fok 0,8 – 1,3 mm/év 0,5 – 0,9 év 6 – 11 hónap 8% 15 65 fok 77 fok 1,0 – 1,6 mm/év 0,4 – 5 – 8 hónap.
10% 5 60 fok 72 fok 0.6 - 1.0 mm/év 0.7 - 1.2 év 8 - 14 hónap
10% 10 60 fok 72 fok 0,9 – 1,5 mm/év 0,5 – 0,8 év 6 – 9 hónap
10% 15 60 fok 72 fok 1,2 – 1,9 mm/év 0,4 – 0,6 év 5 – 7 hónap
12% 5 55 fok 67 fok 0,8 – 1,3 mm/év 0,5 – 0,9 év 6 – 11 hónap 12% 10 55 fok 67 fok 1,1 – 1,8 mm/év 0,4 – 0,6 év 5 – 7 hónap
12% 15 55 fok 67 fok 1,4 – 2,2 mm/év 0,3 – 0,5 év 4 – 6 hónap
15% 5 50 fok 62 fok 1,0 – 1,6 mm/év 0,4 – 0,7 év 5 – 8 hónap
15% 10 50 fok 62 fok 1,3 – 2,0 mm/év 0,4 – 0,5 év 4 – 6 hónap
15% 15 50 fok 62 fok 1,6 – 2,5 mm/év 0,3 – 0,4 év 3 – 5 hónap
Egy 10%-os NaOH alumínium maratófürdő 10 g/l oldott alumíniummal 60°C-on, ömlesztett hőmérsékleten 1,2 mm-es burkolattal 6 W/cm2-nél, a köpeny felületi hőmérséklete körülbelül 72°C. A korrózió várhatóan 0,9-1,5 mm/év sebességgel folytatódik, ami 5-5 mm-re csökkenti a falat. A hat hónapos{14}}csere megfelelő.
Biztonságos működési boríték 6 hónapos csereütemezése
Csere szükséges a legalább hat hónapos élettartam eléréséhez, mielőtt a falat 0,5 mm-re csökkentenék. A nátrium-hidroxid maximális biztonságos ömlesztett hőmérséklete 1,2 mm-es 316-os köpeny esetén különböző wattsűrűségek mellett a következő táblázatban található. Az értékek 10 g/l oldott alumíniumra vonatkoznak, ami a maratófürdők jellemzője.
Wattsűrűség (hőmérséklet emelkedés) Max. térfogathőmérséklet. 5% NaOH max. térfogathőmérséklet. 8% NaOH max. térfogathőmérséklet. 10% NaOH Max. térfogathőmérséklet. 12% NaOH max. térfogathőmérséklet. 15% NaOH
4 W/cm² (8 fokos emelkedés) 74 fok 68 fok 62 fok 57 fok 52 fok 6 W/cm² (12 fokos emelkedés) 70 fok 64 fok 58 fok 53 fok 48 fok 8 W/cm² (16 fokos emelkedés) 66 fok 60 fok 54 fok 49 fok W 44 fok ² 6 20 fok 44 fok 50 fok 45 fok 40 fok
Alumínium maratófürdőhöz, 10% NaOH, ömlesztett hőmérséklet 60C, 6 W/cm^2 (12C emelkedés, 72C felület), a biztonságos térfogathatár 58C. A 60 fokos fűtés meghaladja a biztonságos határértéket, és a hat hónapos élettartam nem garantálható. A wattsűrűség 4 W/cm2-re való csökkentése (8 fokos emelkedés, 68 fokos felület) 62 fokos biztonságos térfogati határt eredményez, ezért a 60 fok hat hónapos cserére alkalmas.
Tervezési változtatások az élettartam meghosszabbítása érdekében, több mint 6 hónappal
Az alumínium maratási körülményei 1,2 mm-es 316-os burkolatot tehetnek szükségessé, és a hat hónapos élettartam nem elegendő. Három beállítással meghosszabbítható az élettartam. Az első egy hosszabb fűtőelem használata a wattsűrűség minimalizálása érdekében. 6 W/cm²-ről 4 W/cm²-re csökkenve a 6 hónapos rezsimről a 8-12 hónapos rezsimre, a felületi hőmérséklet emelkedése 12 fokról 8 fokra csökken. A második változtatás az oldott alumínium koncentrációjának szabályozása fürdőszűréssel vagy részleges pótlással. Az alumínium 15 g/l-ről 5 g/l-re való csökkentése 30-50%-kal csökkentheti a korróziós sebességet. A harmadik változtatás egy nikkel alapú ötvözet, például az Alloy 600 vagy az Alloy 825 alkalmazását jelenti. 10-15%-os NaOH-ban 70 fokon oldott alumíniummal ezek az anyagok korróziós sebességgel rendelkeznek.<0.1 mm/year, increasing the service life to 5–10 years. For long-term use, engineers should specify Alloy 825 for continuous-use aluminium etching baths using 10% NaOH at 65°C. When specifying the heaters for etching bath service, always provide the correct NaOH concentration, bulk temperature, dissolved aluminium level and the intended replacement interval. The six month replacement threshold for a 1.2 mm 316 sheath is a predictable function of these characteristics therefore allowing precise prediction of heater life in aluminium etching procedures.
