Keď sa ohrievače kaziet stretnú s korozívnym prostredím: Sprievodca prežitím pri výbere materiálu

Chemická expozícia rozkladá vykurovacie telesá rýchlejšie ako prakticky akýkoľvek iný prevádzkový faktor, ale výber materiálu sa vo všeobecnosti venuje len zbežnému pohľadu počas špecifikácie. Myšlienka, že nehrdzavejúca oceľ vôbec nekoroduje, vedie k nákladným chybám v chemických závodoch, závodoch na spracovanie potravín a dokonca aj v továrňach, ktoré vyzerajú bezpečne. Vedieť, ako rôzne kovy reagujú na určité chemické problémy, spôsobuje, že niektoré zariadenia vydržia roky, zatiaľ čo iné je potrebné vymieňať každý mesiac.

Chloridové podmienky sú najbežnejšími a najnebezpečnejšími miestami pre koróziu. Slaný vzduch pozdĺž pobrežia, chemikálie na čistenie v potravinárskych zariadeniach a chemikálie na spracovanie v chemickom priemysle pridávajú chloridové ióny, ktoré napádajú bežnú nehrdzavejúcu oceľ 304 jamkovou koróziou a praskaním koróziou. Proces začína prechodom chloridu cez pasívnu oxidovú vrstvu, ktorá chráni nehrdzavejúcu oceľ. Nasleduje lokalizovaná produkcia kyseliny, ktorá rýchlo rozožiera základný kov. Akonáhle sa piting začne, útok sa zrýchli, pretože jama vytvára prostredie s nízkym obsahom kyslíka a vysokým obsahom kyseliny, čo podporuje ďalší útok.

V porovnaní s bežnými nehrdzavejúcimi oceľami sú zliatiny Incoloy 800 a 840 oveľa lepšie v odolnosti voči chloridom. Tieto zliatiny niklu-železa-chrómu udržujú svoje pasívne vrstvy stabilné na miestach, kde by sa nehrdzavejúca oceľ 304 pokazila. Oxidové štruktúry, ktoré sú odolnejšie, sa vyrábajú pridaním ďalšieho niklu, ktorý je zvyčajne 30–35 %. Úroveň chrómu okolo 20% vám poskytuje ďalšiu ochranu. Incoloy nie je len dobrou voľbou pre miesta s veľkým množstvom chloridov, vrátane morského prostredia, značného používania soli alebo chemického spracovania. Je to nevyhnutné.

V kyslých situáciách je potrebné myslieť na rôzne materiály. Rôzne kyseliny, ako je kyselina sírová, kyselina chlorovodíková a rôzne organické kyseliny, napádajú kovy rôznymi spôsobmi. Kyselina sírová spôsobuje, že sa veci vo všeobecnosti rozpúšťajú a vodík je krehký. Kyselina chlorovodíková agresívne rozkladá ochranné oxidy. Rýchlosť korózie sa veľmi mení s koncentráciou a teplotou. Napríklad zriedené kyseliny pri izbovej teplote môžu byť v poriadku, zatiaľ čo koncentrované alebo zahriate kyseliny potrebujú špeciálne zliatiny alebo ochranné nátery.

Žieravina nie je pri bežnej výrobe príliš rozšírená, ale vyskytuje sa pri čistení alebo pri niektorých chemických procesoch. Hliník a rôzne nehrdzavejúce ocele poškodzujú roztoky hydroxidu sodného a hydroxidu draselného žieravým praskaním. Incoloy je tiež vhodný na tieto účely, pretože zliatiny s vysokým obsahom niklu sú veľmi odolné voči žieravinám. Musíte však skontrolovať presnú koncentráciu a teplotu žieraviny podľa tabuliek korózie, pretože miera napadnutia rýchlo stúpa nad špecifikované úrovne.

Atmosférická korózia, ktorej sa často nepripisuje dostatočný kredit, pomaly rozkladá plášte ohrievačov v továrňach. Pri spaľovacích procesoch sa uvoľňuje oxid siričitý, pri chladení alebo pri chemických operáciách sa uvoľňujú výpary amoniaku a rôzne organické výpary vytvárajú na kovových povrchoch korozívne povlaky. Korózia na vonkajšej strane plášťa robí stenu tenšou, čo nakoniec vedie k otvorom, ktoré prepúšťajú procesnú kvapalinu alebo elektrinu. Pravidelná kontrola vonkajších povrchov zistí toto poškodenie skôr, ako to povedie k vážnej poruche.

Vnútorná hrdza, aj keď je horšie vidieť, je rovnako zlá. Procesné kvapaliny, ktoré prichádzajú cez tesnenia svoriek alebo porušené puzdro, prichádzajú do kontaktu s odporovým prvkom a izoláciou z oxidu horečnatého. Voda, vodné roztoky alebo pary, ktoré môžu kondenzovať na kvapalinu, sa pri zahrievaní stávajú korozívnymi. V suchom stave je oxid horečnatý skvelým tepelným vodičom a elektrickým izolantom. Keď sa však dostane do kontaktu s iónovými roztokmi, stane sa vodivým. Toto vnútorné znečistenie spôsobuje zemné poruchy, podivné hodnoty odporu a neočakávané poruchy.

Pokiaľ ide o výber materiálov, ochrana svoriek presahuje len plášť. Epoxidové tesnenia, teflónové vývody a čižmy zo silikónovej gumy chránia miesta, kde končí ochrana plášťa. Tieto časti musia byť schopné zvládnuť chemikálie vo svojom okolí a zároveň byť flexibilné a neprepúšťať elektrinu. V drsnom chemickom prostredí koncový koniec vo všeobecnosti zlyhá pred vyhrievanou časťou. To znamená, že výber správnej zliatiny plášťa je rovnako dôležitý ako správne utesnenie.

Keď bežné zliatiny nefungujú alebo nie sú cenovo{0}}efektívne, možnosťou sú ochranné nátery. Rôzne typy povlakov, ako je keramika, polyméry a kovy, môžu chrániť pred určitými látkami. Ale povlaky majú aj svoje vlastné problémy, ako je nesúlad s tepelnou rozťažnosťou, dierkové chyby a poškodenie počas inštalácie. Pri potiahnutých ohrievačoch musíte byť veľmi opatrní a na ich výmenu môžu byť potrebné ďalšie kroky. Závisí od charakteristík aplikácie a schopnosti udržiavať ju v aktuálnom stave, či použiť potiahnuté ohrievače alebo vylepšené základné materiály.

Testovanie chemickej kompatibility sa môže zdať ako zbytočnosť-, no ľudia ho často zanedbávajú, pretože majú málo času alebo si myslia, že vedia, čo sú „štandardné“ materiály. Ponorné testovanie perspektívnych materiálov v skutočných procesných kvapalinách, pri pracovných teplotách a s tepelným cyklovaním, ukazuje nedostatky, ktoré by laboratórne merania mohli prehliadnuť. Procesné kvapaliny často obsahujú malé množstvá nečistôt, oxidačných produktov, ktoré neboli plánované, alebo meniace sa zloženie, ktoré mení ich korozívnosť. Testovanie v reálnom svete, dokonca aj v jednoduchších formách, bráni tomu, aby sa výrobné zariadenia pokazili a nestáli veľa peňazí.

Celkové náklady na vlastníctvo sú časom ovplyvnené koróziou, ktorá ovplyvňuje ekonomiku výberu materiálu. Je jasné, že ohrievač, ktorý stojí dvakrát toľko, ale vydrží päťkrát dlhšie, je lepší obchod. Toto posúdenie však musí brať do úvahy náklady na inštaláciu, oneskorenie, možnú stratu produktu a bezpečnostné riziká, ktoré prichádzajú s neočakávanými poruchami. Inteligentné obstarávanie nehľadí len na cenu položky. Pozerá sa aj na náklady počas celej životnosti položky.

Ekologické pravidlá tiež sťažujú výber materiálov. Určité spôsoby použitia, ako napríklad zariadenia prichádzajúce do styku s potravinami a lekárske zariadenia, umožňujú len určité zliatiny a povrchové úpravy. Časti koncoviek a vnútorné materiály sú ovplyvnené súladom so smernicou RoHS a porovnateľnými pravidlami. Tieto pravidlá sťažujú výber materiálov, ale tiež objasňujú, ktoré z nich je vhodné použiť.