Σε ποιον συγκεκριμένο συνδυασμό συγκέντρωσης υδροξειδίου του νατρίου και θερμοκρασίας επιφάνειας περιβλήματος, μια θήκη από ανοξείδωτο χάλυβα 2,0 χιλιοστών 316 έχει ενεργή διείσδυση διάβρωσης εντός 18 μηνών σε υπηρεσία θερμαντήρα επεξεργασίας κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων συνεχούς λειτουργίας;

Οι μηχανικοί διεργασιών που εργάζονται με ηλεκτρικούς θερμαντήρες εμβάπτισης για εξοπλισμό επεξεργασίας κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, όπως μηχανές μερσερίσματος, σειρές καυστικής αναγωγής και θερμαντήρες μπάνιου βαφής, αντιμετωπίζουν υδροξείδιο του νατρίου σε συγκεντρώσεις από 5% έως 25% σε θερμοκρασίες 60–95 μοιρών. Συχνά απαιτείται μια θήκη από ανοξείδωτο χάλυβα 2,0 mm 316 για μηχανική αντοχή έναντι επαφής με ύφασμα και κραδασμούς από τον εξοπλισμό επεξεργασίας. Ωστόσο, η παθητική επίστρωση μπορεί να αποτύχει υπό ορισμένους συνδυασμούς καυστικής συγκέντρωσης και αυξημένης θερμοκρασίας της επιφάνειας του περιβλήματος από συνεχή πυκνότητα watt, με αποτέλεσμα την ενεργό γενική διάβρωση που διαρρηγνύει το τοίχωμα των 2,0 mm σε λιγότερο από 18 μήνες. Αυτό το άρθρο καθορίζει τα ακριβή σημεία όταν μια θήκη 316 2,0 mm απαιτεί αντικατάσταση σε συνεχή συντήρηση στην επεξεργασία υφασμάτων.

Διάβρωση Μετάβαση του 316 σε Αυξημένες Θερμοκρασίες Καυστική
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 παρουσιάζει μια χαρακτηριστική παθητική-ενεργή μετάβαση σε διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου ως συνάρτηση της συγκέντρωσης και της θερμοκρασίας. Οι ρυθμοί διάβρωσης κάτω από τη θερμοκρασία μετάβασης είναι μικρότεροι από 0,1 mm/έτος. Τα ποσοστά μπορεί να είναι περισσότερα από 1 mm ετησίως πάνω από τη μετάβαση. Η θερμοκρασία μετάβασης στο 10% NaOH είναι περίπου 90 βαθμοί. Στο 15% NaOH είναι 75C. Στο 20% NaOH μειώνεται στους 65 βαθμούς. Στο 25% NaOH η αλλαγή συμβαίνει στους 55 βαθμούς. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του περιβλήματος ενός θερμαντήρα συνεχούς{19}}βύθισης είναι συνήθως 15–25 μοίρες πάνω από τη θερμοκρασία του διαλύματος όγκου λόγω της πυκνότητας watt. Για ένα λουτρό μερσερίσματος υφασμάτων σε 18 % NaOH και 70 μοίρες χύμα, και με θερμαντήρα στα 8 W/cm², η θερμοκρασία της επιφάνειας του περιβλήματος είναι 85–90 μοίρες, πάνω από το όριο μετάβασης των 65 μοιρών για 20 % NaOH. Η ενεργός διάβρωση ξεκινά στην επιφάνεια του περιβλήματος και διαδίδεται με ρυθμούς 0,8–1,5 mm yr−1. Μια θήκη 2,0 mm θα διεισδύσει σε 1,0 mm (ελάχιστο δομικό πάχος) σε 0,7–1,2 χρόνια, δικαιολογώντας την αντικατάσταση 18 μηνών.

Κρίσιμα όρια ζωής 18 μηνών
Με βάση τις δοκιμές εμβάπτισης 316 δειγμάτων σε διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου σε θερμοκρασίες που σχετίζονται με την κατασκευή κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, οι ακόλουθοι συνδυασμοί καυστικής συγκέντρωσης και θερμοκρασίας επιφάνειας περιβλήματος επιτυγχάνουν μέγιστη διάρκεια ζωής 18 μήνες για τοίχο 2,0 mm.

Συγκέντρωση υδροξειδίου του νατρίου, κ.β. % Θερμοκρασία διαλύματος όγκου Θερμοκρασία επιφάνειας θήκης στα 6 W/cm2 (αύξηση 15 μοιρών) Αναμενόμενος ρυθμός διάβρωσης σε θερμοκρασία επιφάνειας Χρόνος μείωσης 2,0 mm έως 1,0 mm Διάρκεια ζωής έως αντικατάσταση 5% 80 βαθμοί 95 μοίρες 0.20 - 0.35 mm/έτος 2.9 - 5.0 έτη 3 - 6 μοίρες {11} mm/έτος 5 μοίρες 5% 1.7 - 2.9 έτη 2 - 3.5 έτη 5% 90 βαθμοί 105 μοίρες 0.60 - 1.00 mm/έτος 1.0 - 1.7 έτη 1.2 - 2 έτη
10 % 70 μοίρες 85 μοίρες 0.15 - 0.25 mm/έτος 4.0 - 6.7 έτη 5 - 8 έτη
10% 75 μοίρες 90 μοίρες 0,25 – 0,40 mm/έτος 2,5 – 4,0 χρόνια 3 – 5 χρόνια
10% 80 μοίρες 95 μοίρες 0,40 – 0,70 χλστ./έτος 1,4 – 2,5 χρόνια 1,8 – 3 χρόνια
10% 85 μοίρες 100 μοίρες 0.70 - 1.10 mm/έτος 0.9 - 1.4 έτη 1.2 - 1.8 έτη
15% 60 μοίρες 75 μοίρες 0.20 - 0.35 mm/έτος 2.9 - 5.0 έτη 3 - 6 έτη
15% 65 deg C 80 deg C 0,35 – 0,60 mm/έτος 1,7 – 2,9 έτη 2 – 3,5 έτη
15% 70 μοίρες 85 μοίρες 0,60 – 1,00 mm/έτος 1,0 – 1,7 έτη 1,2 – 2 έτη
15% 75 μοίρες 90 μοίρες 1,00 – 1,50 mm/έτος 0,7 – 1,0 χρόνια 0,8 – 1,2 χρόνια 20% 50 μοίρες 65 μοίρες 0,25 – 0,40 mm/έτος 2,5 – 4,0 χρόνια 3 – 5 χρόνια
20% 55 μοίρες 70 μοίρες 0,40 – 0,70 mm/έτος 1,4 – 2,5 χρόνια 1,8 – 3 χρόνια
20% 60 μοίρες 75 μοίρες 0,70 – 1,20 mm/έτος 0,8 – 1,4 έτη 1,2 – 1,8 έτη
20% 65 μοίρες 80 μοίρες 1,20 – 2,00 mm/έτος 0,5 – 0,8 χρόνια 0,6 – 1 έτος 25% 45 μοίρες 60 μοίρες 0,35 – 0,60 mm/έτος 1,7 – 2,9 χρόνια 2 – 3,5 χρόνια 25% 0 mm 0,7 βαθμοί 1,7 μοίρες 25% 0,7 μοίρες 1,7 χρόνια. 0,9 – 1,4 ετών 1,2 – 1,8 ετών
25% 55 μοίρες 70 μοίρες 1,20 – 2,00 mm/έτος 0,5 – 0,8 χρόνια 0,6 – 1 έτος
Σε ένα λουτρό μερσερίσματος υφασμάτων (18% NaOH) σε θερμοκρασία όγκου 65 βαθμών, η επιφάνεια του περιβλήματος είναι περίπου 80 μοίρες για μια θήκη 2,0 mm στα 6 W/cm2. Ο προβλεπόμενος ρυθμός διάβρωσης είναι 0,8–1,4 mm/έτος, γεγονός που θα μειώσει το τοίχωμα των 2,0 mm σε 1,0 mm σε 0,7–1,2 χρόνια. Η αντικατάσταση για δεκαοκτώ-μήνες είναι εφικτή με προσεκτική διαδικασία. Μειώνοντας τη θερμοκρασία όγκου στους 60 βαθμούς, η θερμοκρασία της επιφάνειας θα μειωθεί στους 75 βαθμούς, ο ρυθμός διάβρωσης σε 0,6-1,0 mm ανά έτος και η διάρκεια ζωής σε 1,2-1,8 χρόνια.

Πρόγραμμα αντικατάστασης φακέλου ασφαλούς λειτουργίας για 18 μήνες
Για να διασφαλιστεί η διάρκεια ζωής τουλάχιστον 18 μήνες, προτού η μείωση του τοιχώματος σε 1,0 mm απαιτήσει αντικατάσταση, η μέγιστη ασφαλής θερμοκρασία υδροξειδίου του νατρίου χύδην για μια θήκη 2,0 mm 316 σε διάφορες πυκνότητες watt φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

Πυκνότητα Watt (Αύξηση θερμοκρασίας) Μέγιστη Μαζική Θερμοκρασία για 10% NaOH Μέγιστη Μαζική Θερμοκρασία για 15% NaOH Μέγιστη Μαζική Θερμοκρασία για 18% NaOH Μέγιστη Μαζική Θερμ.
4 W/cm2 (10 μοίρες άνοδος) 82 μοίρες 72 μοίρες 66 μοίρες 62 μοίρες 52 μοίρες 6 W/cm2 (άνοδος 15 μοιρών) 77 μοίρες 67 μοίρες 61 μοίρες 57 μοίρες 47 μοίρες 8 W/cm2 (20 μοίρες άνοδος) 72 μοίρες 62 μοίρες 56 μοίρες 51 μοίρες 5 μοίρες 7 μοίρες 42 μοίρες 51 μοίρες 47 μοίρες 37 μοίρες
Για ένα λουτρό επεξεργασίας υφασμάτων 18% NaOH σε θερμοκρασία όγκου 60 μοιρών με 6 W/cm2 (άνοδος 15 μοιρών, επιφάνεια 75 μοιρών) το όριο ασφαλούς όγκου είναι 61 μοίρες -αποδεκτό. Σε χύμα 65 μοιρών με ίδια πυκνότητα watt, το όριο ασφαλείας ξεπερνιέται και η διάρκεια ζωής 18 μηνών δεν είναι εγγυημένη.

Αλλαγές σχεδιασμού για παράταση ζωής τους τελευταίους 18 μήνες
Εάν οι συνθήκες επεξεργασίας υφασμάτων απαιτούν καυστικές συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες που περιορίζουν μια θήκη 2,0 mm 316 σε διάρκεια ζωής 18 μηνών, τρεις ρυθμίσεις μπορούν να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής. Το πρώτο είναι να χρησιμοποιήσετε μεγαλύτερη θερμάστρα ή περισσότερες θερμάστρες για να μειώσετε την πυκνότητα watt. Η μετακίνηση από 6 W/cm 2 σε 4 W/cm 2 μειώνει την αύξηση της επιφανειακής θερμοκρασίας από 15 μοίρες σε 10 μοίρες και μετακινεί την πλειονότητα των συγκεντρώσεων από το καθεστώς 1-1,5 έτους στο καθεστώς 1,5-2,5 ετών . Η δεύτερη αλλαγή είναι η ενίσχυση της ροής του διαλύματος στην επιφάνεια του θερμαντήρα. Οι αντλίες ανάδευσης ή κυκλοφορίας μπορούν να περιορίσουν την αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας κατά 40-60% λόγω τυρβώδους ροής, διατηρώντας το περίβλημα ψυχρότερο και σε παθητικό καθεστώς. Η τρίτη αλλαγή είναι να μεταβείτε σε ένα κράμα με βάση το νικέλιο, όπως το κράμα 600 ή το κράμα 825. Αυτά τα υλικά έχουν ρυθμούς διάβρωσης μικρότερους από 0,1 mm/έτος σε 25% NaOH στους 80 βαθμούς, που οδηγεί σε διάρκεια ζωής 10+ ετών. Για εργοστάσια συνεχούς επεξεργασίας κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων που παρουσιάζουν απώλεια παραγωγής λόγω απρόβλεπτης βλάβης του θερμαντήρα, το πρόσθετο κόστος της αναβάθμισης του κράματος ανακτάται γρήγορα. Όταν καθορίζετε θερμαντήρες για χρήση καυστικών υφασμάτων, αναφέρετε πάντα τη σωστή συγκέντρωση NaOH, τη θερμοκρασία όγκου, τον εκτιμώμενο κύκλο λειτουργίας και το επιθυμητό διάστημα αντικατάστασης. Το όριο αντικατάστασης 18 μηνών για μια θήκη 2,0 mm 316 είναι μια προβλέψιμη συνάρτηση της καυστικής συγκέντρωσης, της θερμοκρασίας όγκου και της πυκνότητας watt και επιτρέπει την ακριβή πρόβλεψη της διάρκειας ζωής του θερμαντήρα σε λειτουργίες μερσερίσματος και καυστικής μείωσης.