Pri kojoj specifičnoj kombinaciji koncentracije sumporne kiseline i temperature 1,2 milimetarski omotač od nehrđajućeg čelika 316 zahtijeva zamjenu svakih šest mjeseci u servisu grijača za kadu za galvanizaciju?

Sumporna kiselina je uobičajeni sastojak rastvora bakra, nikla i hroma. Procesni inženjeri su odgovorni za električne uranjajuće grijače u kupkama za galvanizaciju. Uobičajene koncentracije su 5 do 15 posto sumporne kiseline, na radnim temperaturama od 40 do 60 stepeni C. Zbog ograničenja prostora u tankovima za oplate i potrebe za brzim termičkim odgovorom, često se koristi omotač od 1,2 mm 316 od nerđajućeg čelika. Međutim, povećana opća korozija može skratiti vijek trajanja na šest mjeseci ili manje pod određenim kombinacijama koncentracije kiseline i povišene temperature površine omotača u odnosu na gustinu u vatima. Ovaj rad daje tačne granice na kojima se plašt od 1,2 mm 316 treba mijenjati polu-polugodišnje za servis grijača kade s galvanizacijom.

Korozivno ponašanje 316 u razrijeđenoj sumpornoj kiselini pri visokim površinskim temperaturama
U koncentracijama sumporne kiseline ispod 15% na temperaturama ispod 50 stepeni, nerđajući čelik 316 je pasivan i korodira brzinom ispod 0,1 mm godišnje. Međutim, pasivni film je manje stabilan na višim temperaturama. Stopa korozije u 10% sumpornoj kiselini raste na 0,2-0,4 mm/godišnje na 60 stepeni. Na 70 stepeni povećava se na 0,5–1,0 mm/god. Na 80 stepeni, stope su > 2 mm/god. Za plašt od 1,2 mm, minimalna debljina konstrukcije za zadržavanje pod pritiskom je oko 0,6 mm. Nakon 6 mjeseci, sa stopom korozije od 1,2 mm godišnje, dolazi do prodora korozije od 0,6 mm (1,2 mm do 0,6 mm). Šest{27}}prag zamjene odgovara kombinaciji koncentracije kiseline i površinske temperature omotača koja stvara stopu korozije reda veličine od 1,0 do 1,5 mm godišnje.

Kritični pragovi za 6-mesečni radni vek
Sljedeće kombinacije koncentracije kiseline i temperature površine omotača zasnovane na testiranju uranjanjem 316 uzoraka u otopinama sumporne kiseline na relevantnim temperaturama za galvanizaciju rezultiraju maksimalnim vijekom trajanja od 6 mjeseci za zid od 1,2 mm.

Koncentracija sumporne kiseline (težinski %) Temperatura kupke Temperatura omotača na 8 W/cm2 (porast od 18 stepeni) Očekivana stopa korozije na površinskoj temperaturi Vrijeme za smanjenje od 1,2 mm do 0,6 mm Vek trajanja do zamjene 5% 40 stupnjeva 58 stupnjeva 0,15% – 43 godina 0,15% – 5 godina. 50 stepen 68 stepeni 0,40 – 0,70 mm/god 0,9 – 1,5 godina 1 – 2 godine 5% 55 stepen 73 stepen 0,70 – 1,20 mm/god 0,5 – 0,9 godina 0,6 – 1 godina 8% 40 stepen 02 godina – 58 stepen 0. god. 0. 2 – 4 godine 8% 45 stepen 63 stepen 0,40 – 0,70 mm/god 0,9 – 1,5 godina 1 – 2 godine 8% 50 stepen 68 stepen 0,70 – 1,20 mm/god 0,5 – 0,9 godina 0,6 – 1 godina 0,5 stepen 0,20% 0,20% mm/god 1,5 – 3 godine 2 – 4 godine
10% 40 stepeni 58 stepeni 0.40 - 0.70 mm/godina 0.9 - 1.5 godina 1 - 2 godina
10% 45 stepen 63 stepen 0,70 – 1,20 mm/godina 0,5 – 0,9 godina 0,6 – 1 godina 12% 35 stepen 53 stepen 0,30 – 0,50 mm/godina 1,2 – 2 godine 1,5 – 2,5 godine 12% 40 stepen/godina 60. 0,6 – 1,0 godina 0,8 – 1,2 godine 12% 45 stepen 63 stepen 1,00 – 1,80 mm/god 0,3 – 0,6 godina 0,4 – 0,7 godina 15% 30 stepen 48 stepen 0,30 – 0,50 mm –2 godine 1,5 godine 1,5
15% 35 stepen 53 stepen 0,60 – 1,00 mm/god 0,6 – 1,0 god 0,8 – 1,2 god
15% 40 stepeni 58 stepeni 1,20 – 2,00 mm/god 0,3 – 0,5 godina 0,4 – 0,6 godina
Površina plašta za kupku za galvanizaciju sa 10% sumporne kiseline na 45 stepeni zapreminske temperature i omotača od 1,2 mm pri 8 W/cm² je oko 63 stepena. Predviđena stopa korozije je 0,7–1,2 mm/godišnje, snižavanje zida od 1,2 mm na 0,6 mm za 0,5–0,9 godina. 6 mjeseca, zamjena je pogodna. Smanjenje temperature mase na 40oC smanjuje površinsku temperaturu na 58oC smanjujući stopu korozije na 0,4-0,7 mm godišnje i životni vijek na 1-2 godine.

Safe Operating Envelope Šest-Raspored zamjene
Sljedeća tabela prikazuje maksimalnu bezbednu temperaturu sumporne kiseline u rasutom stanju pri različitim gustoćama u vatima za plašt od 1,2 mm 316 da bi se obezbedio minimalni radni vek od šest meseci pre nego što degradacija zida na 0,6 mm zahteva zamenu.

Gustoća u vatima (porast temperature) Maksimalna zapreminska temperatura za 5% H₂SO₄ Maksimalna zapreminska temperatura za 8% H₂SO₄ Maksimalna zapreminska temperatura za 10% H₂SO₄ Maksimalna zapreminska temperatura za 12% H₂SO₄ Maksimalna temperatura mase 12% H₂SO₄ 45% H₂ W/cm² (10 stepeni porasta) 63 stepeni 58 stepeni 53 stepeni 50 stepeni 45 stepeni 6 W/cm² (14 stepeni porasta) 59 stepeni 54 stepena 49 stepeni 46 stepeni 41 stepen 8 W/cm² (18 stepeni porasta) 55 stepeni 50 stepeni 45 stepeni 42 stepena / 37 stepeni porasta 61 stepena (52 stepena) 41 stepen stepen 38 stepen 33 stepen 12 W/cm² (podizanje od 26 stepeni) 47 stepen 42 stepen 37 stepen 34 stepen 29 stepeni
10% sumporna kiselina Zapreminska temperatura 45 stepeni 8 W/cm2 18 povećanje stepena 63 stepena površina Sigurna granica zapremine 45 stepeni - margina za standardnu ​​kupku za galvanizaciju. Smanjenje gustine u vatima na 6 W/cm^2 (podizanje od 14 stepeni, površina 59 stepeni) rezultira sigurnom granicom zapremine od 49 stepeni, stoga je 45 stepeni u redu za šest-mjesečnu zamjenu.

Promjene dizajna za poboljšanje života nakon šest mjeseci
Ako je za galvanizaciju potreban omotač od 1,2 mm 316, a životni vijek od šest mjeseci nije dovoljan, mogu se napraviti tri modifikacije kako bi se produžio vijek trajanja. Prvi je korištenje dužeg grijača da se smanji gustoća u vatima. Smanjenje sa 8 W/cm² na 4 W/cm² smanjuje porast temperature površine sa 18 stepeni na 10 stepeni, prelazeći sa 6-mesečnog režima na režim od 1-2 godine. Drugo podešavanje je podsticanje cirkulacije kiseline preko površine grijača. Turbulentno strujanje će ograničiti porast površinske temperature za 40 do 60 posto, održavajući omotač hladnijim. Treće poboljšanje je uvođenje inhibitora korozije. Komercijalni inhibitori za sumpornu kiselinu mogu smanjiti stope korozije za 50 do 80 posto. Za oblaganje kupatila sa 12-15% sumporne kiseline na 45-50 stepeni, inženjeri bi trebalo da pređu na višu leguru kao što je legura 20 ili legura 825. Ovi materijali pokazuju pasivno ponašanje u razblaženoj sumpornoj kiselini do 80 stepeni, čime se produžava radni vek na 5-10 godina. Uvijek navedite koncentraciju kiseline, temperaturu mase i potreban period zamjene kada navodite grijače za uslugu galvanizacije. Proizvođač koji navodi 316 za 15% sumpornu kiselinu na 50 stepeni bez davanja procijenjenog vijeka trajanja opreme ne ponaša se odgovorno. Predvidljiva funkcija koncentracije kiseline, zapreminske temperature i gustine u vatima omogućava pouzdanu prognozu vijeka trajanja grijača i planiranje održavanja u procesima galvanizacije. Šestomjesečni prag zamjene za omotač od 1,2 mm 316 je