في أي تركيبة محددة من تركيز هيدروكسيد الصوديوم ودرجة حرارة سطح الغمد هل يتطلب الغلاف المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1.6 ملم 316 استبدالًا كل 12 شهرًا في خدمة سخان فوهة تنظيف الخزان؟
ترك رسالة
عادةً ما يكون لدى مهندسي الصيانة المسؤولين عن أنظمة تنظيف الخزانات في مرافق تجهيز الأغذية وتصنيع المشروبات والمنشآت الكيميائية سخانات غاطسة كهربائية موضوعة في خزانات محلول التنظيف للحفاظ على درجة حرارة المنظفات. عامل التنظيف الرئيسي هو هيدروكسيد الصوديوم، وعادة ما يستخدم بتركيزات 2-5% ودرجات حرارة 70-85 درجة. تستخدم هذه السخانات عادةً غلافًا من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1.6 مم 316 والذي يوفر حلاً جيدًا لمقاومة التآكل والمتانة الميكانيكية ضد تأثير رذاذ الفوهة. ومع ذلك، فإن زيادة التآكل، بسبب مجموعات معينة من تركيز المادة الكاوية وارتفاع درجة حرارة سطح الغلاف (كثافة الواط)، يمكن أن تقصر من عمر الخدمة إلى 12 شهرًا أو أقل. تحدد هذه المقالة بالضبط النقاط التي يجب عندها استبدال غمد 316 مقاس 1.6 مم سنويًا لخدمة تسخين فوهة تنظيف الخزان.
سلوك التآكل الكاوي لـ 316 عند درجات حرارة سطحية عالية
عند درجات حرارة تصل إلى 80 درجة، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 316 سلبيًا في محاليل هيدروكسيد الصوديوم بتركيزات أقل من 5%، وله معدلات تآكل أقل من 0.1 مم/سنة. ومع ذلك، مع ارتفاع تدفق الحرارة، تزداد درجة حرارة سطح الغلاف، ويكون الفيلم السلبي أقل استقرارًا. معدل التآكل في 3% NaOH عند درجة حرارة سطحية 85 درجة أقل من 0,1 ملم في السنة. ويصل إلى 0.2-0.4 ملم كل عام عند 95 درجة. هو 0.5-1.0 ملم سنويا عند 105 درجة. المعدلات أعلى من 2 ملم/سنة عند 115 درجة. مع اختراق تآكل الغلاف بمقدار 1.6 مم إلى 1.0 مم (الحد الأدنى للسمك الهيكلي لمعظم التطبيقات) يستغرق 1-2 سنة بمعدل 1 مم سنويًا. يتم الوصول إلى عتبة الاستبدال لمدة 12 شهرًا عندما يؤدي الجمع بين تركيز المادة الكاوية ودرجة حرارة سطح الغلاف إلى معدل تآكل يبلغ حوالي 0.6-0.8 مم سنويًا، مما يستهلك الجدار الذي يبلغ سمكه 1.6 مم إلى 1.0 مم في 12 شهرًا.
عتبات عمر التصميم الحرجة (12 شهرًا)
استنادًا إلى اختبار الغمر لـ 316 عينة في محاليل هيدروكسيد الصوديوم في درجات حرارة مناسبة لخدمة تنظيف الخزانات، توفر المجموعات التالية من تركيز المادة الكاوية ودرجة حرارة سطح الغلاف فترة خدمة تصل إلى 12 شهرًا كحد أقصى لجدار يبلغ سمكه 1.6 مم.
تركيز هيدروكسيد الصوديوم (الوزن٪) درجة حرارة المحلول السائب درجة حرارة السطح عند 8 وات / سم² (ارتفاع 20 درجة) معدل التآكل المتوقع عند درجة حرارة السطح وقت التخفيض من 1.6 مم إلى 1.0 مم عمر الخدمة للاستبدال 2٪ 70 درجة 90 درجة 0.15 - 0.25 مم / سنة 2.4 - 4.0 سنوات 3 - 5 سنوات 2٪ 80 درجة 100 درجة 0.30 – 0.50 ملم/ سنة 1.2 – 2.0 سنة 1.5 – 2.5 سنة 2% 85 درجة 105 درجة 0.50 – 0.80 ملم/ سنة 0.75 – 1.2 سنة 1 – 1.5 سنة 3% 70 درجة 90 درجة 0.20 – 0.35 ملم/ سنة 1.7 – 3.0 سنة 2 – 3.5 سنوات 3% 75 درجة 95 درجة 0.35 - 0.60 مم / سنة 1.0 - 1.7 سنة 1.2 - سنتان 3٪ 80 درجة 100 درجة 0.60 - 1.00 مم / سنة 0.6 - 1.0 سنة 0.8 - 1.2 سنة 4٪ 65 درجة 85 درجة 0.25 - 0.40 ملم/سنة 1.5 – 2.4 سنة 1.8 – 3 سنوات 4% 70 درجة 90 درجة 0.40 – 0.70 ملم/ سنة 0.9 – 1.5 سنة 1 – 1.8 سنة 4% 75 درجة 95 درجة 0.70 – 1.20 ملم/ سنة 0.5 – 0.9 سنة 0.6 – 1 سنة 5% 60 درجة 80 درجة 0.30 - 0.50 ملم / سنة 1.2 - 2.0 سنة 1.5 - 2.5 سنة 5٪ 65 درجة 85 درجة 0.50 - 0.85 ملم / سنة 0.7 - 1.2 سنة 0.8 - 1.5 سنة 5٪ 70 درجة 90 درجة 0.85 - 1.50 ملم / سنة 0.4 - 0.7 سنة 0.5 - 0.8 سنة
تبلغ درجة حرارة سطح الغلاف في نظام تنظيف خزان NaOH 3% عند درجة حرارة كتلة 80 درجة مع غمد 1.6 مم عند 8 وات/سم2 حوالي 100 درجة. معدل التآكل المتوقع هو 0.6 إلى 1.0 ملم سنويًا، مما يقلل الجدار إلى 1.0 ملم خلال 0.6 إلى 1.0 سنة. الاستبدال المناسب خلال اثني عشر شهرًا. درجة الحرارة السائبة إلى 75 درجة تقلل من درجة حرارة السطح إلى 95 درجة، وتقلل من معدل التآكل إلى 0.35-0.60 مم / سنة وتزيد من العمر إلى 1.2-2 سنة.
مظروف التشغيل الآمن لجدول الاستبدال لمدة 12 شهرًا
يوضح الجدول أدناه الحد الأقصى لدرجة الحرارة السائبة الآمنة لهيدروكسيد الصوديوم لغلاف 1.6 مم 316 عند كثافات وات مختلفة والتي ستضمن عمر خدمة لا يقل عن 12 شهرًا قبل أن يقل سمك الجدار إلى أقل من 1.0 مم مما يتطلب الاستبدال.
كثافة واط (ارتفاع درجة الحرارة) ماكس. درجة الحرارة السائبة. لمدة 2% هيدروكسيد الصوديوم كحد أقصى. درجة الحرارة السائبة. لمدة 3% هيدروكسيد الصوديوم كحد أقصى. درجة الحرارة السائبة. لمدة 4% هيدروكسيد الصوديوم كحد أقصى. درجة الحرارة السائبة. ل 5% هيدروكسيد الصوديوم
4 واط/سم2 (ارتفاع 10 درجات) 88 درجة 82 درجة 78 درجة 72 درجة 6 واط/سم2 (ارتفاع 15 درجة) 83 درجة 77 درجة 73 درجة 67 درجة 8 واط/سم2 (ارتفاع 20 درجة) 78 درجة 72 درجة 68 درجة 62 درجة 10 واط/سم2 (ارتفاع 25 درجة) 73 درجة 67 درجة 63 درجة 57 درجة 12 W/cm2 (ارتفاع 30 درجة) 68 درجة 62 درجة 58 درجة 52 درجة
بالنسبة لنظام تنظيف الخزان النموذجي الذي يحتوي على 3% NaOH عند درجة حرارة كتلة 75 درجة مع 8 وات/سم² (ارتفاع 20 درجة، سطح 95 درجة) فإن الحد الآمن للحجم هو 72 درجة. عند درجة حرارة 75 درجة، يكون السخان أعلى من الحد الآمن، ولا يسمح بعمر خدمة يصل إلى 12 شهرًا. إن تقليل كثافة الواط إلى 6 وات/سم2 (ارتفاع 15 درجة، سطح 90 درجة) يوفر حدًا آمنًا للحجم يصل إلى 77 درجة، وبالتالي فإن 75 درجة مناسبة للاستبدال لمدة 12 شهرًا.
تغييرات التصميم لإطالة العمر إلى ما بعد 12 شهرًا
يمكن لإجراء ثلاثة تعديلات إطالة عمر خدمة الغلاف 316 مقاس 1.6 مم إلى 12 شهرًا في ظل ظروف تنظيف الخزان. الأول هو استخدام سخان أطول لخفض كثافة الوات . 8 W/cm 2 إلى 4 W/cm 2، ويتم تقليل ارتفاع درجة حرارة السطح من 20 درجة إلى 10 درجة، والانتقال من نظام سنة واحدة إلى نظام 2-3 سنوات. التغيير الثاني هو التشغيل على أساس متقطع. إذا تم تشغيل المدفأة 4 ساعات يوميًا بدلاً من 24 ساعة يوميًا، فسوف تستمر لمدة 6 أضعاف وفقًا للتقويم. التغيير الثالث هو إدخال مثبط التآكل. السيليكات أو الفوسفات عند 100-200 جزء في المليون يمكن أن تقلل معدلات التآكل بنسبة 30-50%. عندما تكون هناك حاجة إلى 4% NaOH عند 80 درجة للتشغيل المستمر، فيجب على المهندسين أن يأخذوا في الاعتبار الترقية إلى سبيكة 600 أو سبيكة 825 التي يمكنها الحفاظ على معدلات التآكل أقل من 0.1 مم سنويًا في هذه الظروف. اذكر دائمًا الحد الأقصى لتركيز المادة الكاوية ودرجة الحرارة الإجمالية ودورة العمل وفترة الاستبدال المرغوبة عند تحديد السخانات لخدمة تنظيف الخزانات. إذا اقترح المصنع 316 لـ 4% NaOH عند 85 درجة لكنه لم يذكر تخفيض كثافة الواط، فهو لا يقدم نصيحة مختصة. يمكن التنبؤ بعتبة الاستبدال البالغة 12 شهرًا كدالة لتركيز المادة الكاوية ودرجة الحرارة الإجمالية وكثافة الواط، مما يسمح بالتنبؤ الموثوق بعمر السخان وتخطيط الصيانة.
