Við hvaða sértæka samsetningu klóríðstyrks og yfirborðshita slíðurs breytist 1,6 mm 316 ryðfrítt stálslíður úr óvirkri tæringu í virk gryfjutæringu í upphitunarþjónustu í andrúmslofti?

Fyrir ferliverkfræðinginn sem ber ábyrgð á rafmagnsdýfingarhitara í andrúmslofts geymslugeymum sem innihalda lausnir sem innihalda klóríð, eins og framleitt vatn, afsöltunarafrennsli og iðnaðarþvottavatn, er munurinn á óvirkri og virkri gryfjutæringu munurinn á 316 ryðfríu stáli slíðri sem endist í tíu ár eða tíu vikur. En aðstæður í loftgeymslugeymum eru kyrrstæðar eða hægfara með mismunandi klóríðstyrk vegna uppgufunar og lagskiptingar á meðan fersk lausn er stöðugt í sambandi við slíðrið í stöðugu flæðiskerfum. Dæmigerð veggþykkt er 1,6 mm. Það er málamiðlun milli vélræns styrks og hagnýts hitaflutnings. Mikilvægur gryfjuhitastig og mikilvægur klóríðstyrkur fyrir 316 eru ekki fastar tölur heldur hafa samskipti við hitastigshækkun slíðuryfirborðsins af völdum beitts wattaþéttleika. Þessi grein sýnir klóríðstyrk og yfirborðshita slíðunnar þar sem 1,6 mm veggur breytist úr óvirkum (tæringarhraði)<0.05 mm/year) to active pitting (penetration within months).

Mikilvægt holahitastig og víxlverkun við klóríð
Mikilvæga gryfjuhitastig 316 ryðfríu stáli í tilteknum klóríðstyrk er hitastigið þar sem stöðugar gryfjur geta myndast og vaxið. Undir þessu hitastigi helst óvirka filman ósnortin og tæringarhraði er óverulegur. Það er öfugt samband. Því hærra sem klóríðstyrkurinn er, því lægra er mikilvægur gryfjuhitastig. Mikilvægur gryfjuhitastig er um 80oC í 100 ppm klóríði. Í 1.000 ppm klóríði lækkar það niður í 55 gráður. Við 5.000 ppm klóríð lækkar það í 35 C. Við 10.000 ppm klóríð (1% NaCl) er mikilvægur gryfjuhitastig um 25 gráður. Hitaflæðið frá dýfingarofnum veldur því að yfirborðshita slíðunnar er 15-40 gráður yfir hitastigi bulktanksins. Yfirborðshiti slíðunnar á tanki við 40 gráður með 8 W/cm² hitara gæti verið 60–70 gráður. Ef styrkur klóríðs í tankinum er 1.000 ppm, er farið yfir 55 gráður hitastig gryfjunnar og gryfjun hefst innan vikna. Tíminn fram að götun þegar hola byrjar er stjórnað af veggþykktinni 1,6 mm, sem við dæmigerða útbreiðsluhraða 0,5–2,0 mm á mánuði þýðir bilun á 1–3 mánuðum.

1,6 millimetra slíðra mikilvægar umbreytingarþröskuldar
Dýfingarprófanir með 316 sýnum með yfirborðsslípun sem einkennist af slípuðum hitaslíðum hafa framleitt eftirfarandi umbreytingarþröskulda fyrir 1,6 mm vegg við 6-10 W/cm2 wattaþéttleika. Gert er ráð fyrir að laushitastigið verði 10–20 gráður undir hitastigi slíðunnar.

Klóríðstyrkur (ppm) Afgerandi gryfjuhitastig fyrir 316 ( gráður ) Lágmarkshitastig yfirborðshita slíður fyrir óvirka-til-virka umskipti Safe Bulk Tank Hitastig fyrir 1,6 mm slíður við 8 W/cm2 Yfir áætluðum endingartíma Umskipti
< 100 ppm < 80°C 80°C < 65°C 5-10 years 100 - 500 ppm 65 - 80°C 65 - 80°C < 50 - 65°C 2-5 years 500 - 1,000 ppm 55 - 65°C 55 - 65°C < 40 - 50°C 1-2 years 1,000 - 2,000 ppm 45 - 55°C 45 - 55°C < 30 - 40°C 6-12 months 2,000 - 5,000 ppm 35 - 45°C 35 - 45°C < 20 - 30°C 3-6 months 5,000 - 10,000 ppm 25 - 35°C 25 - 35°C < 10 - 20°C 1-3 months
>10.000 ppm< 25 °CBelow 25 degrees CNot safe regardless of temperature Weeks to months
Fyrir geymslutankinn með magnhita 50 gráður C og 1,6 mm slíður við 8 W/cm 2 er slíðuryfirborðshitastigið um 65-70 gráður C. Styrkur klóríðs verður að vera minni en 500 ppm til að haldast yfir mikilvægu gryfjuhitastigi. Virk gryfjun hefst innan vikna við mikilvæga stigið 55 gráður með klóríðmagni upp á 1.000 ppm og yfirborðshita. Ef klóríðinnihaldið í tankinum er meira en 2.000 ppm, er 316 ekki viðeigandi við nokkurt hagnýtt magn hitastigs, vegna þess að yfirborðshiti slíðunnar sem þarf til að framleiða jafnvel lítið varmaflæði mun vera yfir mikilvægu hitastigi fyrir gryfju.

1,6 millimetra jakki Safe Operating Envelope Matrix
Taflan hér að neðan sýnir hámarks öruggan lausatankshita fyrir 1,6 mm 316 slíður við mismunandi wattaþéttleika og klóríðstyrk. Þessi gildi tryggja að hitastig slíðuryfirborðsins sé að minnsta kosti 5 gráður undir mikilvægu gryfjuhitastigi fyrir þann klóríðstyrk.

Klóríðstyrkur (ppm) SLÍÐUR YFTAHITASTIG SLÍÐUR YFTAHITASTIG SLÍÐUR YFTAHITASTIG (5 W/cm2) (8 W/cm2) Hámarksöryggi Hámarksöryggi Hámarksöryggi Hámarksöryggismagnshiti 12W/cm²
Undir 100 ppm 75 gráður 65 gráður 60 gráður 50 gráður 100 – 250 ppm 70 gráður 60 gráður 55 gráður 45 gráður 250 – 500 ppm 65 gráður 55 gráður 50 gráður 40 gráður 500 – 750 ppm 60 gráður 5 05 gráður, 1 ppm 55 gráður 45 gráður 40 gráður 30 gráður 1.000 – 1.500 ppm 50 gráður 40 gráður 35 gráður 25 gráður 1.500 – 2.000 ppm 45 gráður 35 gráður 30 gráður 20 gráður
2000ppmEkki öruggt Ekki öruggt Ekki öruggt Ekki öruggt
Ef útreiknaður yfirborðshiti slíðunnar er hærri en mikilvægur gryfjuhitastig fyrir tilkynnt klóríðinnihald, þá er gryfjubilun óhjákvæmileg fyrir hvaða notkun sem er. 1,6 mm veggþykktin býður upp á nokkurn útbreiðslutíma, þó ætti að líta á hitarinn sem endanlegan, fyrirsjáanlegan endingartíma í mánuðum frekar en árum.

Hönnunarbreytingar til að koma í veg fyrir umskipti í holum
Nálægt mörkum óvirkrar yfir í virkan umskipti ferlisskilyrða er hægt að útfæra þrjár breytingar á hönnuninni til að forðast gryfju án þess að breyta slíðrefninu eða veggþykktinni. Í fyrsta lagi er að lækka rafaflþéttleika. Þegar yfirborðshiti slíðunnar er lækkaður um 15–25 gráður við 5 W/cm² í stað 10 W/cm² getur virka stjórnkerfið breyst í óvirka stjórn. Önnur breytingin er að auka blóðrásina á öllu yfirborði slíðunnar. Lítill hræribúnaður eða hringrásardæla getur dregið úr hækkun yfirborðshita slíðunnar um 40-60% og haldið slíðinni undir mikilvægum þröskuldi, jafnvel við miðlungs wattaþéttleika. Næsta breyting er að festa tæringarvöktunarnema, pínulítinn 316 afsláttarmiða sem er raftengdur við hitara slíðrið. Mikil aukning á galvanískum straumi táknar upphaf virkrar gryfjunar og gefur snemma viðvörun um innslætti. Ef klóríðstyrkur í tankinum er breytilegur vegna uppgufunar eða lotubreytinga ættu verkfræðingar að tilgreina 316L með hærri gryfjuþolsjafngildi og íhuga að uppfæra í 317 ryðfríu stáli (3,5% mólýbden) eða Alloy 825 fyrir áreiðanlega langtímaþjónustu. Aukinn kostnaður við ónæmara málmblöndu er almennt minni en kostnaður við staka gryfjubilun í geymslugeymi, þar á meðal vörumengun, tæmingu tanks og skipti á hitara. • Þegar hitarar eru tilgreindir fyrir geymslutanka sem bera klóríð, skal alltaf mæla raunverulegan klóríðstyrk við áætluð vinnuhitastig. Reiknaðu yfirborðshita slíðunnar við ráðlagðan wattaþéttleika. Til langtímanotkunar með 1,6 mm 316 slíðri er ráðlagt að nota öryggispúða sem er að minnsta kosti 10 gráður undir mikilvægu gryfjuhitastigi.