A nátrium-hidroxid-koncentráció és a burkolat felületi hőmérsékletének milyen specifikus kombinációja esetén tapasztalható egy 2,0 milliméteres 316-os rozsdamentes acél burkolat 18 hónapon belül az aktív korrózió behatolása során a folyamatos terhelésű textilfeldolgozási fűtőberendezésben?

A textilfeldolgozó berendezésekhez, például mercerizáló gépekhez, maró hatású redukciós tartományokhoz és festékfürdő melegítőihez elektromos merülőmelegítőkkel dolgozó folyamatmérnökök 5-25%-os nátrium-hidroxid koncentrációban dolgoznak 60-95 fokos hőmérsékleten. Gyakran 2,0 mm-es 316-os rozsdamentes acél köpenyre van szükség a mechanikai szilárdság érdekében a ruhával való érintkezés és a feldolgozó berendezés vibrációja ellen. A passzív bevonat azonban meghibásodhat a marókoncentráció és a folyamatos wattsűrűség miatti megnövekedett köpenyfelületi hőmérséklet bizonyos kombinációi mellett, ami aktív általános korróziót eredményezhet, amely kevesebb, mint 18 hónap alatt áttöri a 2,0 mm-es falat. Ez a cikk pontosan meghatározza azokat a pontokat, amikor a 2,0 mm-es 316-os hüvelyt a textilfeldolgozás során folyamatosan cserélni kell.

A 316 korróziós átmenete megemelt hőmérsékleten maró
A 316 rozsdamentes acél jellegzetes passzív -aktív átmenetet mutat nátrium-hidroxid oldatokban a koncentráció és a hőmérséklet függvényében. Az átmeneti hőmérséklet alatti korróziós sebesség kisebb, mint 0,1 mm/év. Az árak évente több mint 1 mm-rel haladhatják meg az átállást. Az átmeneti hőmérséklet 10%-os NaOH-nál körülbelül 90 fok. 15%-os NaOH-nál 75°C. 20%-os NaOH-nál 65 fokra csökken. 25% NaOH-nál a változás 55 fokon történik. A folyamatos üzemű merülőfűtő burkolatának felületi hőmérséklete a wattsűrűség miatt jellemzően 15–25 fokkal meghaladja az ömlesztett oldat hőmérsékletét. A 18% NaOH-os és 70 fokos ömlesztett textilmercerizáló fürdőben, valamint a 8 W/cm²-es fűtőtestnél a köpeny felületi hőmérséklete 85-90 fok, ami meghaladja a 20% NaOH 65 fokos átmeneti küszöbét. Az aktív korrózió a köpeny felületén kezdődik, és 0,8-1,5 mm yr-1 sebességgel terjed. Egy 2,0 mm-es burkolat 0,7-1,2 év alatt áthatol 1,0 mm-re (minimális szerkezeti vastagság), ami indokolja a 18 hónapos cserét.

Kritikus 18 hónapos élettartam küszöbértékek
316 mintán, nátrium-hidroxid-oldatban a textilgyártáshoz megfelelő hőmérsékleten végzett merítési tesztek alapján a lúgkoncentráció és a burkolat felületi hőmérsékletének alábbi kombinációi 18 hónapos maximális élettartamot biztosítanak 2,0 mm-es fal esetén.

Koncentráció nátrium-hidroxid, tömeg % Ömlesztett oldat hőmérséklete Köpeny felületi hőmérséklete 6 W/cm2-nél (15 fokos növekedés) Várható korróziós sebesség felületi hőmérsékleten, 2,0 mm-ről 1,0 mm-re csökkenő élettartam csereig 5% 80 fok 95 fok 0.20 - 0.35 mm/év 2.9 - 5.0 év {{11} fok/év {{11} fok/{10} 8 mm/év 5%0}0 1.7 - 2.9 év 2 - 3.5 év 5% 90 fok 105 fok 0.60 - 1.00 mm/év 1.0 - 1.7 év 1.2 - 2 év
10 % 70 fok 85 fok 0.15 - 0.25 mm/év 4.0 - 6.7 év 5 - 8 év
10% 75 fok 90 fok 0,25 – 0,40 mm/év 2,5 – 4,0 év 3 – 5 év
10% 80 fok 95 fok 0,40 – 0,70 mm/év 1,4 – 2,5 év 1,8 – 3 év
10% 85 fok 100 fok 0.70 - 1.10 mm/év 0.9 - 1.4 év 1.2 - 1.8 év
15% 60 fok 75 fok 0.20 - 0.35 mm/év 2.9 - 5.0 év 3 - 6 év
15% 65 fok C 80 fok C 0,35 – 0,60 mm/év 1,7 – 2,9 év 2 – 3,5 év
15% 70 fok 85 fok 0,60 – 1,00 mm/év 1,0 – 1,7 év 1,2 – 2 év
15% 75 fok 90 fok 1,00 – 1,50 mm/év 0,7 – 1,0 év 0,8 – 1,2 év 20% 50 fok 65 fok 0,25 – 0,40 mm/év 2,5 – 4,0 év 3 – 5 év
20% 55 fok 70 fok 0,40 – 0,70 mm/év 1,4 – 2,5 év 1,8 – 3 év
20% 60 fok 75 fok 0,70 – 1,20 mm/év 0,8 – 1,4 év 1,2 – 1,8 év
20% 65 fok 80 fok 1,20 - 2,00 mm/év 0,5 - 0,8 év 0,6 - 1 év 25% 45 fok 60 fok 0,35 - 0,60 mm/év 1,7 - 2,9 év 2 - 3,5 év 25% fok 50 év 1,0 mm 1,0 0,9 – 1,4 év 1,2 – 1,8 év
25% 55 fok 70 fok 1,20 – 2,00 mm/év 0,5 – 0,8 év 0,6 – 1 év
Textilmercerizáló fürdőben (18% NaOH) 65 fokos térfogathőmérsékleten a köpeny felülete körülbelül 80 fok 2,0 mm-es burkolat esetén 6 W/cm2-nél. A tervezett korróziós sebesség 0,8-1,4 mm/év, ami 0,7-1,2 év alatt 1,0 mm-re csökkenti a 2,0 mm-es falat. Tizennyolc{13}}havi csere lehetséges óvatos eljárással. Az ömlesztett hőmérséklet 60 fokra csökkentésével a felület hőmérséklete 75 fokra, a korróziós sebesség évi 0,6-1,0 mm-re, az élettartam pedig 1,2-1,8 évre csökken.

Biztonságos működési boríték 18 hónapos cseretervre
A legalább 18 hónapos élettartam biztosítása érdekében, mielőtt a falat 1,0 mm-re kell csökkenteni cserére, a következő táblázat mutatja a maximális biztonságos ömlesztett nátrium-hidroxid-hőmérsékletet egy 2,0 mm-es 316-os burkolathoz különböző wattsűrűségek mellett.

Wattsűrűség (hőmérséklet-emelkedés) Max. térfogathőmérséklet 10% NaOH-hoz Max. térfogathőmérséklet 15% NaOH-hoz Max. térfogathőmérséklet 18% NaOH-hoz Max. térfogathőmérséklet 20% NaOH-hoz Max. térfogathőmérséklet 25% NaOH-hoz
4 W/cm2 (10 fokos emelkedés) 82 fok 72 fok 66 fok 62 fok 52 fok 6 W/cm2 (15 fokos emelkedés) 77 fok 67 fok 61 fok 57 fok 47 fok 8 W/cm2 (20 fokos emelkedés) 72 fok 62 fok 56 fok 52 fok W/42 cm2 (67 fok 52 fok W/42 fok) 51 fok 47 fok 37 fok
Egy 18%-os NaOH-tartalmú textilfeldolgozó fürdő esetén 60 fokos ömlesztett hőmérsékleten 6 W/cm2-rel (15 fokos emelkedés, 75 fokos felület) a biztonságos térfogati határ 61 fok -elfogadható. Azonos wattsűrűségű 65 fokos ömlesztettségnél a biztonságos határérték túllép, és a 18 hónapos élettartam nem garantált.

Tervezési változások az elmúlt 18 hónapos élettartam meghosszabbításához
Ha a textilfeldolgozás körülményei olyan marókoncentrációt és hőmérsékletet igényelnek, amely a 2,0 mm-es 316-os hüvelyt 18 hónapos élettartamra korlátozza, három beállítással meghosszabbítható az élettartam. Az első egy hosszabb fűtőelem vagy több fűtőelem használata a wattsűrűség csökkentése érdekében. A 6 W/cm 2 értékről 4 W/cm 2 értékre való áttérés csökkenti a felületi hőmérséklet emelkedését 15 fokról 10 fokra, és a koncentrációk többségét az 1-1,5 éves rezsimről a 1,5-2,5 évesre mozgatja. A második változtatás az oldat áramlásának fokozása a fűtőfelületen. A keverő vagy keringető szivattyúk 40-60%-kal korlátozhatják a felületi hőmérséklet emelkedését a turbulens áramlás miatt, így a köpeny hidegebben és passzív állapotban marad. A harmadik változtatás a nikkel alapú ötvözet, például az Alloy 600 vagy az Alloy 825 alkalmazása. Ezeknek az anyagoknak a korróziós sebessége kevesebb, mint 0,1 mm/év 25%-os NaOH-ban 80 fokon, ami 10+ év élettartamot eredményez. Azoknál a folyamatos textilfeldolgozó üzemeknél, amelyeknél a fűtőberendezés előre nem látható meghibásodása miatt termeléskiesés tapasztalható, az ötvözetek korszerűsítésének többletköltsége gyorsan megtérül. A maró textíliák használatához szükséges fűtőelemek megadásakor mindig adja meg a helyes NaOH-koncentrációt, az ömlesztett hőmérsékletet, a becsült működési ciklust és a kívánt csereintervallumot. A 2,0 mm-es 316-os hüvely 18 hónapos csereküszöbe a maróanyag-koncentráció, a térfogathőmérséklet és a wattsűrűség előrelátható függvénye, és lehetővé teszi a fűtőelem élettartamának pontos előrejelzését a mercerizálási és maróanyag-csökkentési műveletek során.