استراتيجيات اختيار المواد لسخانات خرطوشة البيئة المسببة للتآكل

في ظروف المعالجة الكيميائية، تتحلل مواد سخان الخرطوشة التقليدية بسرعة، مما يؤدي إلى أعطال مبكرة توقف الإنتاج وتلوث مكونات العملية الرئيسية. في الظروف المعادية، يمكن أن تتلف أغلفة الفولاذ المقاوم للصدأ الجيدة بما يكفي للاستخدام الصناعي المنتظم بسبب هجوم الكلوريد أو المحاليل الكاوية أو التعرض الحمضي في غضون أسابيع قليلة فقط. يؤدي اختيار سبائك الغلاف المناسبة واحتياطات السلامة لبعض حالات التعرض للمواد الكيميائية إلى إيقاف هذه الطرق السريعة للتحلل وإطالة فترات الخدمة بشكل كبير.

بالنسبة لمعظم الاستخدامات، يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 304 السائد في سخانات الخرطوشة العادية خيارًا ممتازًا لأنه مقاوم للتآكل وغير مكلف للغاية. ولكن عندما يتلامس الملح أو الكلوريد-البوليمرات المحتوية على البوليمرات أو المطهرات القاسية مع جدار الغلاف، فإنها تبدأ في إثارة التآكل الذي يمر عبر الجدار ويسمح للمواد المعالجة بالدخول إلى المدفأة. عندما تصل الرطوبة أو المواد الكيميائية إلى عزل أكسيد المغنيسيوم، تتسرب الكهرباء وتنخفض كفاءة التسخين بطريقة غير متوقعة. وفي المناطق البحرية أو مصانع التصنيع الساحلية، يحدث هذا النمط من التدهور خلال أشهر بدلاً من سنوات.


تعد سبائك Incoloy أفضل في مقاومة التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد والأكسدة في درجات حرارة عالية مقارنة بالأنواع الأخرى من المعادن. يعتمد هذا على الخبرة في مجال المعدات الصيدلانية ومعدات تجهيز الأغذية. تظل مركبات النيكل-والحديد-الكروم قوية في إعدادات الغسل عندما يتم رش المنظفات الكاوية عند ضغط مرتفع ويتبع ذلك عمليات الشطف الحمضية. تكلف السبيكة أكثر من الفولاذ المقاوم للصدأ العادي، ولكن عمر الخدمة الأطول والصيانة الأقل تكرارًا يجعلها تستحق المال الإضافي في الحالات التي يعني فيها استبدال السخان وقف الإنتاج أو إعادة التحقق من بيئة معقمة.

توضح المقارنة بين السبائك المختلفة-عالية الأداء أن بعض العائلات الكيميائية لها فوائد معينة. يمكن لأغماد التيتانيوم أن تصمد أمام الأحماض المؤكسدة للغاية وظروف الكلوريد التي تدمر حتى مواد Incoloy. ومع ذلك، فإن انخفاض التوصيل الحراري للمعدن وارتفاع تكلفته يعني أنه لا يمكن استخدامه إلا في كيميائيات قاسية جدًا. في بعض العمليات الكيميائية، يمكن أن تكون بيئات حمض الكبريتيك أو حمض الفوسفوريك خطيرة للغاية. يعد Hastelloy C-276 مثالاً على سبيكة متخصصة يمكنها تحمل هذه الظروف بشكل أفضل من المواد العادية. لاختيار الأنواع الكيميائية المناسبة، عليك أن تعرف بالضبط ما هي، حتى الكميات الصغيرة من الملوثات التي قد لا تبدو مشكلة كبيرة ولكنها في الواقع تسرع عملية التآكل كثيرًا.

درجة الحرارة لها تأثير كبير على مدى سرعة تآكل الأشياء. غالبًا ما تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع الهجمات الكيميائية كثيرًا. عند 200 درجة أو 300 درجة، فإن المادة التي تعمل بشكل جيد في درجة حرارة الغرفة قد لا تعمل على الإطلاق. يُظهر اختبار التآكل عند درجات الحرارة المرتفعة أثناء استخدام المعدات في كثير من الأحيان روابط مفاجئة بين آليات الإجهاد الحراري والكيميائي. عندما يتم استخدام المواد في مواقف تتعرض فيها لدرجات حرارة عالية ومواد كيميائية، فإن اختيار المواد بعناية مع هامش أمان كبير يمكن أن يمنعها من الفشل بشكل كارثي عندما يتم دفعها إلى أقصى حدودها.

تؤثر جودة تشطيب السطح على مدى مقاومة المادة للتآكل، وليس فقط على اختيار المادة الأساسية. من غير المرجح أن تلتصق الأسطح المصقولة بالمواد الكيميائية وتتآكل في الشقوق مقارنة بالأسطح الخشنة أو غير اللامعة. يعمل الصقل الكهربائي على التخلص من الشوائب السطحية وطبقات الكروم{2}}المستنفدة التي تتشكل أثناء اللحام أو التصنيع. وهذا يعيد قدرة السبيكة الأساسية على مقاومة التآكل. في صناعة الأغذية أو الأدوية، فإن التشطيبات السطحية بمتوسطات خشونة معينة تمنع البكتيريا من النمو وتكون مقاومة للمطهرات الكيميائية.