Við hvaða sérstaka samsetningu saltvatnsstyrks og yfirborðshita slíðurs þarf að skipta um 1,2 millimetra 316 ryðfrítt stál slíður á þriggja mánaða fresti í sjókælihitaraþjónustu?

Eitt af erfiðustu tæringarskilyrðum fyrir 316 ryðfríu stáli slíður er samsetning saltvatnsfyllts þéttivatns og hringrásaraðgerða fyrir frystiverkfræðinga á sjó sem sjá um afþíðingarhitara í frystiherbergjum, frystigeymslum og sjávarafurðavinnslustöðvum. Sjávarkælingarhitarar starfa í umhverfi þar sem klóríðmagn frá saltvatnsúða, saltvatnsleka og uppgufun þéttivatns getur verið allt að 50.000-150.000 ppm, langt yfir venjulegum iðnaðarstöðlum. Algeng veggþykkt þessara hitara er 1,2 mm vegna plássþrungna og krafna um hitaviðbragð. Hins vegar, fyrir sum pör af styrk pækils og yfirborðshita slíðunnar, getur hola ígengnist á allt að þremur mánuðum, sem þarfnast tíðar og kostnaðarsamra endurnýjunar. Þessi grein lýsir nákvæmum mörkum þar sem 1,2 mm þykkt 316 slíður fer yfir þriggja mánaða endingartíma í þjónustu við kælihitara á sjó.

Pitting tæring 316 í hástyrk pækli við afþíðingarhitastig
Hvernig virka afþíðahitarar fyrir sjávarfrysti? Þegar þeir eru spenntir bræða afþíðingarhitarar ís sem safnast upp á uppgufunarspólunum. Hitastig slíðuryfirborðsins eykst almennt í 150-250 gráður í afþíðingarlotum þegar í saltvatnsumhverfi klóríðmagn upp á 30.000 ppm (sjór) í meira en 150.000 ppm (uppgufað óblandaður saltvatn). Við svo háan klóríðstyrk er mikilvægi gryfjuhitastigið 316 verulega lækkaður. Í saltvatni (30.000 ppm klóríð) er mikilvægur gryfjuhiti ~25 gráður . 50, 000 ppm er niður í 15 gráður. Við 100.000 ppm fellur mikilvægi hitastigið niður fyrir 0 gráður, þannig að hola á sér stað við hvaða hitastig sem er yfir frostmarki. Fyrir afþíðingarhitara er yfirborðshiti slíðunnar í notkun 150–250 gráður, vel yfir mikilvægu gryfjuhitastigi í hvaða styrk sem er. Pitting byrjar innan nokkurra klukkustunda frá fyrstu útsetningu. Þegar byrjað er á, er útbreiðsluhraði hola í heitu, háu-klóríðvatni frekar hraður, að meðaltali 2–5 mm/mánuði við 50 gráður og 5–10 mm/mánuði við 80 gráður. Í þessari stillingu kemst 1,2 mm slíður í gegn 1-3 vikum eftir að hola er hafin. Þriggja mánaða endingartími næst aðeins þegar hitarinn er notaður af og til með löngum slökkviferli, sem gerir saltvatninu kleift að þorna upp og dregur úr endingu við ætandi aðstæður.

Þriggja mánaða líf gagnrýninn saltvatnshitasamsetning
Gögn um bilun á vettvangi fyrir sjókælikerfi og flýtiprófun á rannsóknarstofu á 1,2 mm 316 slíðsýnum í óblandaðri pækli sýna eftirfarandi samsetningar pækilsstyrks og yfirborðshita slíðunnar sem leiða til þriggja mánaða hámarks endingartíma.

Styrkur saltvatnsklóríðs (ppm) Mikilvægur gryfjuhitastig Þessi styrkur slíður Yfirborðshitastig við afþíðingu Útbreiðsluhraði hola (mm/mánuði) Slíðurhiti Tími að 1,2 mm í gegn eftir ræsingu Heildarlíftími (ræsing-upp + fjölgun) 30.000-40.000 gráður,{8.000 vatn 150 - 200 gráðu 4 - 7 mm/mánuði 0.2 - 0.3 mánuðir 0.3 - 0.5 mánuðir 60,000 - 80,000 5 - 10 gráður 150 - 200 gráður 5 - 8 mm/mánuði 0.15 - 0.25 mánuðir 0.25 - 0.4 mánuðir 80,000 - 100 gráður, 000 0 - 5 gráður, 000 0 - 5 gráður/mán. 0.12 - 0.2 mánuðir 0.2 - 0.3 mánuðir 20 - 25 gráður 150 - 200 gráður 3 - 5 mm/mánuði 0.3 - 0.4 mánuðir 0.5 - 1 mánuður
Yfir 100.000 Undir 0 gráður 150 – 200 gráður 8 – 15 mm/mánuði 0,08 – 0,15 mánuðir 0,1 – 0,2 mánuðir
Fræðilegur götunartími fyrir 1,2 mm 316 slíður við meðalþéttni sjávarkælingapækils (30.000–50.000 ppm) er á bilinu 2–4 vikur. Þriggja-mánaða endingartíminn er í raun aðeins mögulegur ef hitarinn er notaður sjaldan, td 4 til 6 afþíðingarlotur á dag, hver um sig í 10 til 20 mínútur. Raunverulegur tæringartími er aðeins 60-120 klukkustundir, en heildarútsetning við aukið hitastig er 1-2 klukkustundir á dag, sem gefur almanakslífið 2-4 mánuði. Þriggja mánaða endurnýjunarviðmiðið er uppfyllt þegar heildartími tæringar er um það bil 100–200 klukkustundir.

Öruggt rekstrarumslag Þriggja mánaða endingartími
Taflan hér að neðan tilgreinir hámarks örugga uppsafnaða afþíðingartíma á viku fyrir 1,2 mm 316 slíður í sjókæliþjónustu til að gera kleift að skipta um þriggja mánaða fresti. Gildi eru dæmigerður saltvatnsstyrkur í mismunandi sjávarstillingum.

Sjávarumhverfi Dæmigert saltpækilklóríðstyrkur (ppm) Hámarks öruggur afþíðingartími á viku í 3 mánaða lífDæmigert afþíðingarlotu á dag (15 mínútur/lotur) Ráðlagt skiptingartímabil fyrir venjulega notkun
Vel tæmd vafninga, Open Ocean30.000 – 35,000 10 – 15 klst 6 – 8 lotur (1,5 – 2 klst) 2 – 3 mánuðir
Strandhöfn Hófleg uppgufun 35.000 – 50,000 5 – 10 klst 6 – 8 lotur (1,5 – 2 klst.) 1 – 2 mán.
Lokuð vatns- eða droppanna 50.000 – 80,000 3 – 5 klukkustundir 6 – 8 lotur (1,5 – 2 klukkustundir) 3 – 6 vikur
Frárennsli, veikt, uppgufað saltvatn 80.000 – 120.0001 – 3 klukkustundir 6 – 8 lotur (1,5 – 2 klukkustundir) 2 – 4 vikur
Pækilsamþjappað engin hlaup-afYfir 120.000Minni en 1 klst. 6-8 lotur (1,5-2 klst.) 1-2 vikur
Dæmigert sjókælikerfi sem keyrir 8 afþíðingarlotur á dag við 15 mínútur á hverri lotu (2 klst þíða á dag, 14 klst á viku) mun fara yfir 10-15 klst vikumörkin með 1,2 mm 316 slíðri við opið hafið (30.000-35.000 ppm). Reynsla á vettvangi gefur til kynna að endingartíminn ætti að vera 2-3 mánuðir. Við aukinn styrk saltvatns er líf mælt í vikum.

Hönnunarbreytingar sem endast í meira en 3 mánuði
Þegar nota þarf 1,2 mm 316 slíður í sjókæliþjónustu og þriggja mánaða skipti er óviðunandi, geta fjórar hönnunarstillingar bætt endingartímann. Best og fyrst er að auka afrennsli spólunnar eftir þíðingu. Þetta útilokar standandi saltvatn og dregur úr snertingu slíðunnar við ætandi raflausnina. Hallandi uppsetning og vandlega tæmandi droppönnur geta aukið endingu 2-3 sinnum. Önnur breytingin er að minnka tíðni og tímalengd afþíðingar. Krafa um afþíðingu (þegar ís greinist) í stað tímasettrar afþíðingar getur dregið úr afþíðingarstundum um 50-70%. Næsta breyting er að húða slíðrið með hlífðarhúð. Raflaus nikkel eða flúorfjölliða húðun getur boðið upp á hindrun á milli 316 og saltvatnsins og getur aukið endingu um 3 til 5 sinnum. Hins vegar verður húðun að standast þíðahitastig upp á 200 gráður án niðurbrots. Fjórða breytingin er að nota gryfjuþolnari málmblöndur-. Títan (2. eða 7. flokkur) er nánast ónæmur fyrir gryfju í kæliþjónustu í sjó með mikilvægu hitastigi yfir 100 gráður jafnvel í 100.000 ppm klóríði. Títanslíður (0,8 mm veggþykkt) lifir 10-20 sinnum lengur en 1,2 mm 316 slíður. Í sjávarfrystikerfum þar sem skipta þarf um hitara með því að afþíða og fá aðgang að spólunni, er launakostnaður við tíð skipti venjulega meira en kostnaðarmunurinn á 316 og títan. Verkfræðingar sem tilgreina afþíðingarhitara fyrir nýjar sjóvirkjanir ættu sjálfgefið að nota títan fyrir hvaða notkun sem er þar sem óhjákvæmilegt er að verða fyrir pækli. Fyrir núverandi 316 hitara eru þétt frárennsli og minni afþíðingartími mögulegasta leiðin til að lengja endingartímann umfram þrjá mánuði. Þriggja mánaða endurnýjunarþröskuldur er ekki ákveðið gildi heldur fyrirsjáanleg afleiðing pækilsinnihalds og uppsafnaðra afþíðingarstunda. Með því að meta bæði gildin geta verkfræðingar spáð fyrir um tímaramma skipta og skipulagt viðhald og komið í veg fyrir óvæntar afþíðingarbilanir sem leiða til frystingar á spólu og kælingartíma.