La ce combinație specifică de concentrație de hidroxid de sodiu și temperatura suprafeței mantalei, o manta din oțel inoxidabil 316 de 2,0 milimetri experimentează penetrarea activă a coroziunii în decurs de 18 luni în serviciul de încălzire de prelucrare continuă a textilelor?

Inginerii de proces care lucrează cu încălzitoare electrice cu imersiune pentru echipamentele de prelucrare a textilelor, cum ar fi mașinile de mercerizare, intervalele de reducere caustică și încălzitoarele cu baie de colorant se ocupă de hidroxid de sodiu în concentrații de 5% până la 25% la temperaturi de 60-95 de grade. O manta din otel inoxidabil 316 de 2,0 mm este adesea necesara pentru rezistenta mecanica impotriva contactului cu panza si vibratiilor de la echipamentul de procesare. Cu toate acestea, acoperirea pasivă se poate defecta în anumite combinații de concentrație caustică și temperatură ridicată a suprafeței învelișului din cauza densității continue în wați, rezultând coroziune generală activă care sparge peretele de 2,0 mm în mai puțin de 18 luni. Acest articol determină punctele exacte în care o teacă 316 de 2,0 mm necesită înlocuire în serviciu continuu în prelucrarea textilelor.

Tranziție la coroziune de 316 la temperaturi ridicate Caustic
Oțelul inoxidabil 316 prezintă o tranziție pasivă-activă caracteristică în soluțiile de hidroxid de sodiu în funcție de concentrație și temperatură. Ratele de coroziune sub temperatura de tranziție sunt mai mici de 0,1 mm/an. Ratele pot fi cu mai mult de 1 mm pe an peste trecerea. Temperatura de tranziție la 10% NaOH este de aproximativ 90 de grade. La 15% NaOH este 75C. La 20% NaOH scade la 65 de grade. La 25% NaOH, schimbarea are loc la 55 de grade. Temperatura suprafeței învelișului a unui încălzitor cu imersie cu funcționare continuă-este de obicei cu 15-25 de grade peste temperatura soluției în vrac din cauza densității în wați. Pentru o baie de mercerizare textilă la 18 % NaOH și 70 de grade în vrac și cu un încălzitor la 8 W/cm², temperatura suprafeței învelișului este de 85–90 de grade, peste pragul de tranziție de 65 de grade pentru 20 % NaOH. Coroziunea activă inițiază la suprafața învelișului și se propagă la viteze de 0,8–1,5 mm pe an-1. O teacă de 2,0 mm ar pătrunde până la 1,0 mm (grosime structurală minimă) în 0,7–1,2 ani, justificând înlocuirea la 18 luni.

Praguri critice de viață de serviciu de 18 luni
Pe baza testelor de imersie a 316 probe în soluții de hidroxid de sodiu la temperaturi relevante pentru fabricarea textilelor, următoarele combinații de concentrație caustică și temperatura suprafeței învelișului realizează o durată de viață maximă de 18 luni pentru un perete de 2,0 mm.

Concentrație hidroxid de sodiu, gr. % Temperatura soluției în vrac Temperatura suprafeței învelișului la 6 W/cm2 (creștere de 15 grade)Rata de coroziune așteptată la temperatura suprafeței Timp de reducere de la 2,0 mm la 1,0 mm Durată de viață până la înlocuire 5% 80 grade 95 grade 0.20 - 0.35 mm/an 2.9 - 5.0 ani 3 - 6 grade 3 - 6 grade 3 - 6 5 grade2.9 - 5.0 ani mm/an 1.7 - 2.9 ani 2 - 3.5 ani 5% 90 grade 105 grade 0.60 - 1.00 mm/an 1.0 - 1.7 ani 1.2 - 2 ani
10 % 70 grade 85 grade 0.15 - 0.25 mm/an 4.0 - 6.7 ani 5 - 8 ani
10% 75 grade 90 grade 0,25 – 0,40 mm/an 2,5 – 4,0 ani 3 – 5 ani
10% 80 grade 95 grade 0,40 – 0,70 mm/an 1,4 – 2,5 ani 1,8 – 3 ani
10% 85 grade 100 grade 0.70 - 1.10 mm/an 0.9 - 1.4 ani 1.2 - 1.8 ani
15% 60 grade 75 grade 0.20 - 0.35 mm/an 2.9 - 5.0 ani 3 - 6 ani
15% 65 grade C 80 grade C 0,35 – 0,60 mm/an 1,7 – 2,9 ani 2 – 3,5 ani
15% 70 grade 85 grade 0,60 – 1,00 mm/an 1,0 – 1,7 ani 1,2 – 2 ani
15% 75 grade 90 grade 1,00 – 1,50 mm/an 0,7 – 1,0 ani 0,8 – 1,2 ani 20% 50 grade 65 grade 0,25 – 0,40 mm/an 2,5 – 4,0 ani 3 – 5 ani
20% 55 grade 70 grade 0,40 – 0,70 mm/an 1,4 – 2,5 ani 1,8 – 3 ani
20% 60 grade 75 grade 0,70 – 1,20 mm/an 0,8 – 1,4 ani 1,2 – 1,8 ani
20% 65 grade 80 grade 1,20 – 2,00 mm/an 0,5 – 0,8 ani 0,6 – 1 an 25% 45 grade 60 grade 0,35 – 0,60 mm/an 1,7 – 2,9 ani 2 – 3,5 ani 2,0% – 0,75 grade 2,0% 1,10 mm/an 0,9 – 1,4 ani 1,2 – 1,8 ani
25% 55 grade 70 grade 1,20 – 2,00 mm/an 0,5 – 0,8 ani 0,6 – 1 an
Într-o baie de mercerizare textilă (18% NaOH) la o temperatură în vrac de 65 de grade, suprafața învelișului este de aproximativ 80 de grade pentru o manta de 2,0 mm la 6 W/cm2. Rata de coroziune proiectată este de 0,8–1,4 mm/an, ceea ce va reduce peretele de 2,0 mm la 1,0 mm în 0,7–1,2 ani. Înlocuirea timp de optsprezece-luni este fezabilă cu o procedură precaută. Prin reducerea temperaturii în vrac la 60 de grade, temperatura suprafeței va fi redusă la 75 de grade, rata de coroziune la 0,6-1,0 mm pe an și durata de viață la 1,2-1,8 ani.

Plic de funcționare sigur pentru 18 luni Program de înlocuire
Pentru a asigura o durată de viață de cel puțin 18 luni, înainte ca reducerea peretelui la 1,0 mm să necesite înlocuirea, temperatura maximă sigură a hidroxidului de sodiu în vrac pentru o manta de 2,0 mm 316 la diferite densități de wați este prezentată în tabelul următor.

Densitate în wați (creștere a temperaturii) Temperatura maximă în vrac pentru 10% NaOH Temp. în vrac maximă pentru 15% NaOH Temp. în vrac maximă pentru 18% NaOH Temp. în vrac maximă pentru 20% NaOH Temperatura maximă în vrac pentru 25% NaOH
4 W/cm2 (creștere 10 grade) 82 grade 72 grade 66 grade 62 grade 52 grade 6 W/cm2 (creștere 15 grade) 77 grade 67 grade 61 grade 57 grade 47 grade 8 W/cm2 (creștere 20 grade) grade 20 grade 2 6 grade 72 grade 6 grade 2 10 W/cm2 (creștere de 25 grade) 67 grade 57 grade 51 grade 47 grade 37 grade
Pentru o baie de prelucrare a textilelor cu 18% NaOH la o temperatură de 60 de grade în vrac cu 6 W/cm2 (creștere de 15 grade, suprafață de 75 de grade), limita de volum sigură este acceptabilă de 61 de grade -. La 65 de grade în vrac cu densitate identică în wați, limita de siguranță este depășită și nu este garantată o durată de viață de 18 luni.

Modificări de design pentru prelungirea vieții în ultimele 18 luni
Dacă condițiile de prelucrare a textilelor necesită concentrații caustice și temperaturi care limitează o înveliș 316 de 2,0 mm la o durată de viață de 18 luni, trei ajustări pot prelungi durata de viață. Primul este să folosiți un încălzitor mai lung sau mai multe încălzitoare pentru a reduce densitatea de wați. Trecerea de la 6 W/cm2 la 4 W/cm2 reduce creșterea temperaturii suprafeței de la 15 grade la 10 grade și mută majoritatea concentrațiilor de la regimul de 1-1,5 ani la regimul de 1,5-2,5 ani . A doua modificare este de a îmbunătăți fluxul de soluție pe suprafața încălzitorului. Pompele de agitare sau de circulație pot limita creșterea temperaturii suprafeței cu 40–60% din cauza curgerii turbulente, menținând teaca mai rece și în regim pasiv. A treia modificare este să mergem la un aliaj pe bază de nichel, cum ar fi aliajul 600 sau aliajul 825. Aceste materiale au viteze de coroziune mai mici de 0,1 mm/an în 25% NaOH la 80 de grade, ceea ce duce la o durată de viață de 10+ ani. Pentru fabricile de prelucrare continuă a textilelor care se confruntă cu pierderi de producție din cauza defecțiunilor neprevăzute ale încălzitorului, costul incremental al actualizării aliajului este recuperat rapid. Când specificați încălzitoare pentru utilizarea textilă caustică, indicați întotdeauna concentrația corectă de NaOH, temperatura în vrac, ciclul de funcționare estimat și intervalul de înlocuire dorit. Pragul de înlocuire de 18 luni pentru o teacă 316 de 2,0 mm este o funcție previzibilă a concentrației caustice, a temperaturii în vrac și a densității în wați și permite prognoza precisă a duratei de viață a încălzitorului în operațiunile de mercerizare și reducerea caustică.