Strategie doboru materiałów dla grzejników kasetowych w środowisku korozyjnym

W warunkach przetwarzania chemicznego tradycyjne materiały do ​​podgrzewaczy kasetowych szybko się rozkładają, co prowadzi do wczesnych awarii, które wstrzymują produkcję i zanieczyszczają kluczowe składniki procesu. W nieprzyjaznych warunkach osłony ze stali nierdzewnej, które są wystarczająco dobre do regularnego użytku przemysłowego, mogą zostać uszkodzone w wyniku ataku chlorków, roztworów żrących lub narażenia na działanie kwasów w ciągu zaledwie kilku tygodni. Wybór odpowiednich stopów osłonowych i środków bezpieczeństwa w przypadku niektórych narażeń chemicznych zapobiega szybkim uszkodzeniom i znacznie wydłuża okresy międzyobsługowe.

W przypadku większości zastosowań stal nierdzewna 304, która jest powszechnie stosowana w zwykłych grzejnikach kasetowych, jest doskonałym wyborem, ponieważ jest odporna na korozję i nie jest zbyt droga. Kiedy jednak sól, polimery zawierające-chlorki lub ostre środki odkażające zetkną się ze ścianą osłony, zaczynają powodować korozję wżerową, która przechodzi przez ścianę i umożliwia przedostawanie się materiałów do grzejnika. Kiedy wilgoć lub chemikalia dostaną się do izolacji z tlenku magnezu, dochodzi do wycieku prądu, a skuteczność ogrzewania spada w nieprzewidywalny sposób. Na obszarach morskich lub przybrzeżnych zakładach produkcyjnych ten wzorzec degradacji zachodzi w ciągu miesięcy, a nie lat.


Stopy Incoloy są lepiej odporne na korozję naprężeniową i utlenianie w wysokich temperaturach niż inne rodzaje metali. Opiera się to na doświadczeniu ze sprzętem do przetwarzania farmaceutycznego i spożywczego. Te związki niklu-żelaza-chromu pozostają mocne w warunkach zmywania, gdy natryskuje się żrące środki czyszczące pod wysokim ciśnieniem, a następnie następuje płukanie kwasowe. Stop ten kosztuje więcej niż zwykła stal nierdzewna, ale dłuższa żywotność i rzadsza konserwacja sprawiają, że warto wydać dodatkowe pieniądze w przypadkach, gdy wymiana grzejnika oznacza zatrzymanie produkcji lub przywrócenie sterylności środowiska.

Porównanie różnych-stopów o wysokiej wydajności pokazuje, że niektóre rodziny substancji chemicznych mają pewne zalety. Osłony tytanowe są odporne na działanie silnie utleniających kwasów i chlorków, które niszczą nawet materiały Incoloy. Jednak zmniejszona przewodność cieplna i wyższy koszt metalu oznaczają, że można go stosować tylko w bardzo trudnych warunkach chemicznych. W przypadku niektórych operacji chemicznych środowisko kwasu siarkowego lub fosforowego może być bardzo niebezpieczne. Hastelloy C-276 jest przykładem specjalistycznego stopu, który wytrzymuje te warunki lepiej niż zwykłe materiały. Aby wybrać odpowiednie związki chemiczne, musisz dokładnie wiedzieć, czym one są, nawet jeśli zawierają niewielkie ilości substancji zanieczyszczających, które mogą nie wydawać się wielkim problemem, ale w rzeczywistości znacznie przyspieszają korozję.

Temperatura ma duży wpływ na szybkość korozji. Wyższe temperatury często znacznie przyspieszają ataki chemiczne. W temperaturze 200 lub 300 stopni materiał, który dobrze sprawdza się w temperaturze pokojowej, może w ogóle nie działać. Badania korozji w wysokich temperaturach podczas użytkowania sprzętu często wykazują zaskakujące powiązania pomiędzy mechanizmami naprężeń termicznych i chemicznych. Gdy materiały są używane w sytuacjach, w których będą narażone zarówno na działanie wysokich temperatur, jak i chemikaliów, ostrożny wybór materiałów z dużymi marginesami bezpieczeństwa może zapobiec ich katastrofalnym awariom, gdy zostaną wykorzystane do granic możliwości.

Jakość wykończenia powierzchni wpływa na odporność materiału na korozję, a nie tylko na wybór materiału podstawowego. Polerowane powierzchnie rzadziej przyklejają się do środków chemicznych i korodują w pęknięciach niż wykończenia szorstkie lub matowe. Elektropolerowanie pozwala pozbyć się zanieczyszczeń powierzchniowych i-warstw zubożonych w chrom, które tworzą się podczas spawania lub obróbki. Przywraca to odporność bazowego stopu na korozję. W produkcji żywności lub leków wykończenia powierzchni o określonej średniej chropowatości zapobiegają rozwojowi bakterii i są odporne na chemiczne środki dezynfekujące.