Hogyan viszonyul a Super Duplex rozsdamentes acél réskorrózióállósága a tengervízben lévő PTFE-hez?

A sósvizes hűtésre szolgáló hőcserélők szuperduplex rozsdamentes acélból és PTFE-ből is készülnek, de alapvetően eltérő módon védik magukat. A Super duplex vékony passzív oxid bevonaton alapul, amely helyileg lebomolhat egy repedésben. A PTFE nem képes kémiailag réskorrodálódni, nincs sem oxidfilmje, sem fémszerkezete.

Ez különösen fontos a meleg tengervizes rendszerekben, ahol elkerülhetetlenek a pangó zónák, a lerakódások és a szoros mechanikai illesztések. A szuperduplex és a PTFE réskorróziós tengervíz jelenlegi mérnöki vitájában nem két anyag összehasonlításáról van szó, hanem két teljesen eltérő korróziós viselkedésről.

Miért számít a réskorrózió a tengervízrendszereknek?
A tengervíz a természetben előforduló egyik legellenségesebb ipari folyadék. A klorid magas koncentrációja, az oldott oxigén, a biológiai aktivitás és a vezetőképesség tökéletes feltételeket biztosít a helyi korrózióhoz.

A rések jellemzően a hűtőrendszerekben találhatók:

Cső és csőlemez csatlakozásai

Tömítés interfészek

Elszennyeződés filmek és lerakódások

Karima arc

Rögzítési interfészek

Alacsony-áramlású stagnáló régiók

Még az általános korrózióállósággal rendelkező anyagok is gyorsan meghibásodhatnak ezekben a korlátozott geometriákban.

Super Duplex rozsdamentes acél korrózióállósága
A szuperduplex rozsdamentes acélok, mint például a 2507, krómban-dús passzív oxid bevonaton alapulnak, amely természetes módon növekszik a fémfelületen, így biztosítva a korrózióállóságot.

Ez a passzív réteg egy apró akadály az ötvözet és a tengeri környezet között. A film öngyógyul-a szokásos áramlási körülmények között, ahol kis sérülés keletkezik.

A védelmet számos ötvözőelem fokozza:

A króm fokozza a passzivációt

A molibdén javítja a lyukasztással szembeni ellenállást

A passzív filmet nitrogén stabilizálja.

A nikkel segíti a duplex fázis egyensúlyát

Ezért ezek az ötvözetek különösen alkalmasak számos tengeri alkalmazásra a hagyományos rozsdamentes acélokhoz képest.

A Super Duplex hátránya: réskorrózió
A szuperduplex rozsdamentes acél nagy tömeges korrózióállósággal rendelkezik, de bizonyos körülmények között érzékeny a helyi repedésekre.

Oxigén éhezés a hasadékban
Az oldott oxigén gyorsan kimerül egy szűk álló résben. Az oxigén utánpótlás korlátozott, ezért a passzív oxid bevonat nem tudja magát hatékonyan fenntartani.

Amikor a passzív film megsemmisül:

A kloridionok a hasadékban koncentrálódnak

Fokozott helyi savasság

A fém oldódása felgyorsul

A korrózió önmagától{0}}gyorsul.

A korlátozott forma hatékony kémiailag agresszív mikro{0}}környezetet biztosít, elszigetelve a környező tengervíztől.

Kritikus repedési hőmérséklet
A Super duplex 2507 tengervízben a kritikus réshőmérséklet általában 35 és 40 fok között van.

Ha ezt a küszöböt túllépik, a passzív film szétesésének valószínűsége sokkal nagyobb, különösen stagnáló vagy alacsony áramlási körülmények között.

Ezt a hőmérsékleti tartományt gyakran túllépik a meleg tengeri hűtőrendszerek működése során:

Trópusi vizek, tengeri szolgáltatás.

Kondenzátor működik, meleg

A berendezés állapota: álló

Elszennyeződött hőcserélő működés

Körözési események Gyenge

Beinduláskor a réskorrózió gyorsan terjedhet még az ötvözet jó korrózióállósága mellett is.

A PTFE és alapvetően eltérő korróziós viselkedése
A PTFE egészen más úton halad a sósvízállóság felé.

A Super duplex elektrokémiai háborút vív. A PTFE egyszerűen nem akar részt venni.

A PTFE egy teljesen fluorozott polimer, nincs fémrács, nincsenek szemcsehatárok és nincs elektrokémiai potenciál. A PTFE áthatolhatatlan erre a hibamechanizmusra, mivel a réskorrózió elektrokémiai folyamat.

Miért nem viseli el a PTFE a réskorróziót?
A PTFE a következő okok miatt belsőleg ellenálló:

A passzív oxidfilm nem szakad meg

Nem keletkezik galvanikus potenciál

A klorid nem okoz elektrokémiai reakciót

Nincs lokalizált anódos oldódás"

A PTFE kémiailag stabil pangó tengerekben, oxigén{0}}szegény zónákban vagy lerakódások alatt.

Ez az immunitás feltétel nélküli, nem feltételes.

Hőmérséklet viselkedése tengervízben
A PTFE nagyon jó vegyszerállósággal rendelkezik a tengervízben magas hőmérsékleten.

A PTFE folyamatos vízszolgáltatásra van besorolva, átlagosan körülbelül:

Működési hőmérséklet folyamatosan 110 fok

Ez a tartomány lényegesen magasabb, mint a legtöbb tengervíz-hűtőrendszer működési paraméterei.

Éppen ellenkezőleg, a szuperduplex korróziós teljesítménye érzékenyebbé válik, ha a sós víz hőmérséklete eléri vagy meghaladja a kritikus rés hőmérsékletét.

A rossz hír a PTFE-ről
Míg a PTFE teljesen ellenáll a réskorróziónak, a használatához technikai kompromisszumok- kapcsolódnak.

Csökkentett hővezetőképesség
A PTFE a fémötvözetekhez képest rossz hővezető.

A hővezető képesség jellemző értékei:

Anyag hozzávetőleges hővezető képessége (W/mK)
Super Duplex rozsdamentes acél ~14-19 W/m·K PTFE ~0,25 W/m·K
Ez a jelentős eltérés csökkenti a hőszállítás hatékonyságát, és szükségessé teheti:

Megnövelt felületű hőcserélők

Vékonyabb falrészek

Egyéb geometriák hőcserélőkhöz

Alacsony-nyomás képesség
A PTFE mechanikai szilárdsága sokkal alacsonyabb, mint a szuperduplex acélé.

Így:

Csökkentett nyomásértékek

A strukturális támogatás sokkal fontosabb

Figyelembe kell venni a kúszási viselkedést

A vákuum alkalmazások megerősítést igényelhetnek

A dimenzió stabilitása
A PTFE hőtágulása sokkal nagyobb, mint a fémeké, ezért a hőcserélő és a csövek kialakítását alaposan át kell gondolni.

Ahol a PTFE nagy megbízhatósági előnnyel rendelkezik
Sok tengeri rendszerben szinte lehetetlen minden rést megszüntetni.

Pl Például:

Csőkötegek

Tömített csukló

Elszennyeződésre hajlamos hőcserélők

Biofilm felhalmozódási helyek

Készenléti fokozat a helyén

Ezekben a beállításokban a PTFE megbízhatósági modellje alapvetően különbözik, mivel nincs lokalizált korróziós mechanizmus, amelyet be kellene kezdeni.

Ez az attribútum különösen hasznos lehet:

Offshore hűtőrendszerek

Só{0}}eltávolító növények

Tengeri vegyi feldolgozás

Kondenzátorok meleg tengervizet

A hűtőkörök takarítanak meg

Azokban az alkalmazásokban, ahol az ellenőrzéshez való hozzáférés korlátozott, vagy a meghibásodás következményei súlyosak, a PTFE termikus és mechanikai tulajdonságokkal kapcsolatos hátrányai ellensúlyozhatók a korróziós mechanizmus teljes megszüntetésével.

Super Duplex vs PTFE a tengervíz szolgáltatáshoz
A két anyag közötti különbség jobban látható a domináns meghibásodási módjukon.

Property Super Duplex 2507 PTFE
Passzív oxid védelem. Korróziós mechanizmus .Kémiailag inert
A réskorrózió valószínűsége Nincs 35-40 fok felett
Hővezetőképesség Magas Nagyon alacsony
Nyomásképesség jó Korlátozott
Mechanikai szilárdság Magas Közepes
Elektrokémiai tevékenység Igen Nem
Folyamatos vízáramlás Nagy korlátokkal ~110 fokig
Ez az összehasonlítás jó példa arra, hogy a szuperduplex és a PTFE réskorróziós tengervíz értékelése miért függ a rendszer működési prioritásaitól.

Következtetés
A PTFE alapvetően tartósabb megoldás a réskorrózió ellen, mint még a prémium szuperduplex rozsdamentes acélok tengervíz hőcserélőihez és hűtőrendszereihez, ahol a pangó rések nem távolíthatók el teljesen. Az olyan ötvözetek, mint a 2507 super duplex, kiváló korrózióállóságot biztosítanak különféle tengeri környezetben, de védelmük a törékeny passzív oxidfilm fenntartásán múlik, amely lokálisan lebomlik az oxigénhiányos repedésekben körülbelül 35-40 fok felett.

A PTFE-nek viszont egyáltalán nincs elektrokémiai korróziós folyamata. Ez egy teljesen fluorozott polimer, amely ellenáll a klorid-támadásnak, a pangó tengervíznek és a helyi réskémiának.

A kompromisszum-a csökkent hővezetőképesség, alacsonyabb nyomásképesség és bonyolultabb mechanikai kialakítás. Azonban azokban az alkalmazásokban, ahol a korróziós megbízhatóság fontosabb, mint a termikus hatékonyság, a PTFE valódi kockázatmentes megoldást kínál a réskorrózió elleni védelemre.

A korróziótechnikában a legjobb védelem nem egy jobb öngyógyító bevonat-, hanem egy olyan anyag, amelynek nincs szüksége rá.