Ce contaminare maximă permisă de flux rezidual de lipire (pe bază de clorură-) pe suprafața învelișului încălzitorului 316 inițiază pitting în depozitarea mediului umed înainte de instalare

Risc ascuns de coroziune înainte de-serviciu din cauza curățării inadecvate post-producție

Residual chloride-based solder flux from electrical connection brazing or from contamination during adjacent soldering operations is a severe pitting risk for 316 stainless steel sheathed electric heating tubes stored in warehouse or field conditions prior to installation, particularly in humid environments (relative humidity >60-70%). Fluxes of zinc chloride (ZnCl₂), ammonium chloride (NH₄Cl) or other chloride salts are deliquescent, i.e. they collect moisture from the air and generate concentrated chloride solutions on the sheath surface. Even minuscule flux residues (1-10µg/cm2, almost invisible) can lead to chloride concentrations of 10,000-100,000 ppm at the metal-flux interface, enough to induce pitting on 316 at ambient temperature within weeks to months. The critical flux residue density for pitting initiation is ~0.5-1.0 µg Cl⁻ per cm² at 25°C and 65% RH. Pitting initiates within 30-90 days at >5-10 µg Cl- /cm2. În depozitul înainte de serviciu a 316 învelișuri, legătura dintre densitatea fluxului de clorură reziduală, umiditate și timpul necesar pentru începerea pipătării este cuantificată în acest articol.

Mecanismul de pitting atmosferic indus de deliquescent

Fluxurile de lipit pe bază de clorură sunt higroscopice. Dacă umiditatea relativă depășește punctul de delicscență al sării date (aproximativ 10% RH pentru ZnCl 2 și aproximativ 77-80% RH pentru NH 4Cl), fluxul absoarbe umiditatea din atmosferă și se formează o peliculă subțire de electrolit clor concentrat pe suprafața metalului. La contactul cu fluxul metalic, concentrația de clorură poate ajunge până la 30-50% în greutate (300.000-500.000 ppm Cl⁻), cu mult peste pragul de pitting pentru 316 chiar și la temperatura ambiantă. Stratul de electrolit este subțire și bogat în oxigen, producând circumstanțe optime pentru pitting. Odată ce o groapă este pornită, celula de coroziune se autosusține și groapa poate pătrunde într-un perete de 1,5 mm în 6-12 luni, chiar dacă încălzitorul nu a fost niciodată alimentat.

Determinarea relației dintre fluxul de clorură reziduală și timpul de pitting

Testarea în cameră cu umiditate controlată (25 grade, 65% RH) a cupoanelor din oțel inoxidabil 316 cu depuneri controlate de flux de clorură (ca echivalent NaCl, simulând săruri de clorură amestecate) a condus la următorii timpi de inițiere și propagare a pitării.

Residual Chloride on Surface (µg Cl-/cm2) Equivalent Flux Residue Visibility Time to Pit Initiation at 65% RH, 25°C (days)Pit Depth after 180 days (µm) Time to Perforation (1.5 mm wall) (hours) at 65% RHRecommended Max Storage >6 luni<0.1 Undetectable >365 (fără pitting)<5 >10 ani Da 0,1-0,5 Urmă (invizibilă) 180-365 5-15 5-10 ani Da
0,5-1,0 Foarte ușor (vezi sub UV) 90-180 15-40 2-5 ani Acceptabil
1,0-2,0 Lumină (strălucire vizibilă) 60-90 40-80 1-2 ani Marginal
2,0-5,0 Moderat (decolorare) 30-60 80-150 6-12 luni Nereconizat
5,0-10,0 Grele (depozit alb) 15-30 150-250 3-6 luni Nu este potrivit
10-20 Crusta (foarte grea) 7-15 250-400 2-3 luni Inacceptabil20 Crusta groasa<7 >400 <2 months Not suitable
Efectul umidității relative asupra ratei de pitting indusă de clorură

Timpul până la apariția pisării scade rapid odată cu creșterea umidității relative. Efectul RH la 25 de grade constant pentru o densitate reziduală a clorurii de 2 µg Cl-/cm2 este prezentat în tabelul următor.

Grosimea stratului de electrolit (aprox. μm) Timpul până la inițierea gropii (zile) Umiditatea relativă (%) Timpul până la perforare (luni) Recomandări de depozitare<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 ani Sigur 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 ani Sigur 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 aniMonitor 60-70 1-2 60-90 1-2 ani Deshidratant sugerat 70-80 2-5 30-60 6-12 luni Deshidratant necesar
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Surse de contaminare a fluxului de lipit

Activități obișnuite de producție care lasă depozite de flux pe bază de clorură pe 316 teci:

Lipirea terminalelor: atunci când bornele conexiunii electrice sunt lipite la mantaua încălzitorului (sau la firele de plumb), se folosesc în mod obișnuit fluxuri pe bază de clorură (de exemplu, Handy Flux Tip 2, care cuprinde ZnCl 2 și NH 4Cl). Curățate necorespunzător după lipire, reziduurile de flux rămân pe suprafețele adiacente ale tecii.

Lipire adiacentă: încălzitoarele din echipamentele asamblate pot avea tuburi de cupru adiacente sau conexiuni electrice lipite cu miez de lipire flux-. Stropi de flux sau vapori se pot acumula pe mantaua încălzitorului.

Tratarea contaminării: operatorii care manipulează componentele acoperite cu flux-, apoi contactează teaca din oțel inoxidabil transferă reziduuri invizibile de clorură.

Limitele maxime admisibile ale reziduurilor de flux sunt date în tabelul de mai jos pentru diferite circumstanțe de depozitare.

Condiție de depozitare Durata maximă de depozitare Reziduu maxim acceptabil de clorură (µg Cl- /cm2) Metodă de curățare după lipire necesară-
Depozitare climatizată (RH<50%) >12 luni 5.0 Inspecție vizuală și ștergere cu solvent
Depozit ambiental (RH 50-70%) 2.0 Clătire în apă deionizată + uscare 6-12 luni
Depozit ambiental cu umiditate sezonieră ridicată 3-6 luni 1.0 Curățare cu ultrasunete + clătire DI
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) Oricare<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 luni 10,0 Curățenie standard OK
După-verificarea curățeniei suprafeței de lipire

Pentru mantale 316 cu terminale brazate sau pentru orice procedură de lipire, se recomandă cumpărătorului următoarele metode de verificare a curățeniei:

Metoda plasturelui Bresle (ISO 8502-6) Se pune un plasture pe suprafața învelișului, se injectează apă deionizată și se evaluează conductivitatea pentru a evalua extracția clorurii. Acceptare:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Testul feroxil: Se pune la suprafață o soluție de fericianură de potasiu și clorură de sodiu. Culoarea albastră implică fier liber sau cloruri reactive. Acceptare. Fără albastru.

Testul de rupere a apei După spălare, apa trebuie să se înfășoare uniform pe suprafață și să nu curgă. Mărgele este o dovadă a reziduurilor organice sau de flux.

Câmp pre-Fluxul de service-Indus de pitting

Pentru un încălzitor 316 care se depozitează înainte de a fi pus în funcțiune, gropile vor fi aproape de bornele lipite sau undeva s-ar fi putut stropi fluxul. Restul tecii este imaculată, dar gropile tind să se adună în jurul locației contaminate. La microscop, centrul gropii poate afișa săruri de flux cristaline albe sau maro rămase. EDS-ul reziduului de groapă va indica prezența clorului (Cl) și zincului (Zn) sau a altor componente de flux. Astfel de defecțiuni ar trebui verificate în procedura de curățare a producătorului. Încălzitoarele de schimb trebuie să fie comandate cu o specificație pentru curățarea post-brazare<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Concluzie: stabilirea curățeniei după-brazare pentru depozitare de încredere

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70%) cu densități reziduale de flux de lipire pe bază de clorură-mai mare de 1-2 µg Cl{-/cm2 duc la picking în 30-90 de zile de la depozitare, cu pătrunderea prin peretele tecii în 6-12 luni de depozitare - înainte ca încălzitorul să funcționeze vreodată. Inginerii care specifică încălzitoare cu conexiuni lipite trebuie să furnizeze o specificație de curățare după lipire cu limitări maxime de reziduuri de clorură (de exemplu,<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 luni,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 luni). Unitățile de eșantion trebuie verificate prin testarea cu plasture Bresle sau feroxil. Protecție suplimentară este oferită pentru aplicații critice sau de depozitare pe termen lung, cu o manta complet pasivată (pasivare cu acid azotic conform ASTM A967) și depozitare în pungi sigilate cu desicant. Această abordare oferită aici leagă densitatea fluxului de clorură reziduală cu perioadele măsurabile de începere a zâmbițelor în condiții ambientale umede, permițând cumpărătorilor să evite defecțiunile de coroziune pre-serviciului din cauza curățării insuficiente post-producție.