Anyag számít: a megfelelő burkolat kiválasztása a folyadékhoz
Hagyjon üzenetet
Képzeljünk el egy élelmiszer-feldolgozó üzemet, ahol a patronos fűtőtest már néhány hónap után szivárogni kezd, tönkretéve a tételeket és leállítja a gyártósorokat. Ez egy drága emlékeztető, hogy a nem megfelelő burkolatanyag kiválasztása váratlan meghibásodásokat okozhat a folyadékfűtési alkalmazásokban.
A rozsdamentes acél a legjobb anyag a folyadékokban használt patronos fűtőtestekhez, mivel erős, jól vezeti a hőt és olcsó. De az összes „rozsdamentes” lehetőség egybevetése figyelmen kívül hagyja azokat a fontos különbségeket, amelyek a folyadék kémiájától, hőmérsékletétől és környezetétől függenek. A 304-es, 316-os vagy az olyan alternatívák, mint az Incoloy, a titán vagy a Hastelloy közötti választás azon múlik, hogy mennyire ellenállnak a korróziónak, miközben engedik, hogy a hő gyorsan áthaladjon rajtuk olyan helyeken, mint a víztartályok, olajtárolók vagy vegyi fürdők.
Ez az ötvözet jó, olcsó választás tiszta víz, hidraulikaolajok és egyéb nem{0}}korrozív folyadékok felmelegítésére,-általános felhasználási helyzetekre. 304-es rozsdamentes acéllal kezdődik. Többnyire krómból és nikkelből készül, így körülbelül 900 F-ig ellenáll az oxidációnak. Emiatt jól használható olyan környezetben, ahol semleges marad. Valójában kiválóan használható ételek sütéséhez vagy egy alaptartály felmelegítéséhez, de a kloridokkal szembeni gyengesége nagy probléma. Gödrös korrózió akkor következik be, amikor sós víz, fehérítő tisztítószerek vagy akár magas kloridtartalmú csapvíz érintkezik vele. Ez mikroszkopikus lyukakat hoz létre, amelyek idővel mélyülnek, folyadékot engedve be és elektromos rövidzárlatot okozva. Ez a probléma súlyosbodik azokban a rendszerekben, ahol megváltozik a pH vagy az ásványi anyagokban{11}dús folyadékok, ami jelentősen lerövidíti az életüket.
Ha a 316-os rozsdamentes acélhoz 2-3% molibdént adunk, az kevésbé valószínű, hogy a kloridok és az enyhe savak miatt kátyúsodik és korrodálódik. Ez sok ilyen problémát kijavít. 316, és alacsony-szén-dioxid-kibocsátású változata, a 316L gyakori olyan helyeken, ahol fontos a higiénia és a tartósság, például élelmiszer-feldolgozás, tengeri műveletek és mosási területek. Akár 900 F-ig is elviseli a hőmérsékletet, és jobban ellenáll a kénsavnak vagy a zsírsavaknak, ami azt jelenti, hogy tovább bírja sóoldattal vagy savas öblítéssel. Például a tejtermék- vagy italtartályokban a magasabb vegyszertűrés megakadályozza, hogy a burkolat tönkremenjen a klórozott fertőtlenítőszereket használó CIP (clean in-place) ciklusok során. Azonban még a 316-nak is vannak határai az erősen koncentrált savakban vagy az extrém hőmérsékleteken, ahol még mindig átadhatja magát a feszültségkorróziós repedésnek.
Amikor a dolgok durvábbá válnak, bejönnek az olyan anyagok, mint az Incoloy 800. Sok nikkelt (30–35%), valamint krómot és vasat tartalmaz, hogy ellenálljon a vízkőnek és a korróziónak. Ez a szuperötvözet jól melegít ivóvizet vagy enyhén lúgos oldatokat, és akár 1100 °F hőmérsékletet is képes kezelni anélkül, hogy lebomlana. Az Incoloy gyakran jobb, mint a 304 vagy a 316 olyan vizekben, ahol sok klorid van, vagy ahol karburizálódás fordulhat elő. Ez jó választássá teszi a hőhordozó folyadékok vagy a technológiai vegyszerek alacsony költségű korszerűsítésére. A szántóföldi felhasználása alapján nagyon hasznos hő és korrozív anyagok keverésekor, például gyógyszeripari keverésnél vagy olajfinomításnál, mert kevesebb karbantartást igényel, mint a hagyományos rozsdamentes acélok.
Ha nagyon kemény beállításokról van szó, a titán a legjobb választás, mivel nagyon ellenáll az erős savaknak, kloridoknak és oxidálószereknek. A titánhüvelyek erősek, de könnyűek, és nem gödrösödnek sem tengervízben, sem salétromsavas fürdőben. Víz alá merülve 500 F-ig jól működnek. Ez az anyag kiválóan alkalmas vegyi feldolgozásra és szennyvízkezelésre, de drágább, ezért csak meghatározott célokra használják. A magas nikkel- és molibdéntartalmú Hastelloy ötvözetek nagy koncentrációban képesek kezelni a nagyon korrozív anyagokat, például a sósavat vagy a kénsavat. Ezek az anyagok ellenállnak a kevésbé tartós anyagok szétesését okozó körülményeknek. A PTFE-bevonatú burkolatok egy másik réteget kínálnak, így kiválóan alkalmasak viszkózus gyantákhoz vagy fluorozott vegyszerekhez, mert nem tapadnak rájuk. Azonban csak körülbelül 500 F-ig képesek kezelni a hőmérsékletet, hogy megakadályozzák a bevonat tönkremenetelét.
A fő szabály az, hogy a burkolatot a rendszer legkorrozívabb részéhez kell igazítani, ami lehet tisztítószer vagy adalék. Például egy tiszta olajjal fűtött tartálynak előfordulhat, hogy a karbantartás során kemény tisztítószerekkel kell megküzdenie, ezért erősebb anyagból kell készülnie. A galvanikus korrózió egy másik rejtett veszély. Ha rozsdamentes acél patronos fűtőtestet tesz egy alumíniumtartályba vezető folyadékokkal, az elektrokémiai reakciót vált ki, amely gyorsabban elhasználja a tartályt. Hőszigetelő hüvelyek, nem-fém tömítések és még védőanódok is a probléma megoldásának és mindkét alkatrész biztonságának megőrzésének egyik módja.
A teljesítménysűrűség az anyagok kiválasztását is befolyásolja. Például a kisebb, 5–7 W/cm²-es sűrűség jól működik korrozív folyadékokkal, mert mérsékelten tartják a burkolat hőmérsékletét, ami csökkenti az ötvözet feszültségét és megakadályozza a vízkőképződést. A valóságban a víz alatti felület kiszámítása biztosítja, hogy a teljes watt teljesítményt el kell osztani a hatékony területtel a biztonságos hatótávolság érdekében. A rendszeres elszíneződések vagy lyukak ellenőrzése, valamint a folyadék pH-értékének ellenőrzése korán problémákat találhat.
A folyadék anyagbiztonsági adatlapjának (MSDS) elolvasása és a szakképzett szállítókkal való beszélgetés segíthet megelőzni azokat a problémákat, amelyek meghibásodásokhoz vezethetnek. Ezek a problémák magukban foglalhatják az ötvözettanúsítványokat és a speciális bevonatokat. Végül a legjobb köpenyanyag kiválasztása megbízhatóbbá és hatékonyabbá teszi a folyékony fűtést. Az egyedi kémiai elemeket és működési jellemzőket tartalmazó testreszabott kialakítások egyenletes teljesítményt biztosítanak a felhasználások széles körében.
