Wybór materiałów montażowych i typów uszczelek dla grzejników kasetowych w środowiskach korozyjnych

Inżynierowie pracujący w zakładach chemicznych i zakładach przetwórstwa spożywczego muszą uporać się z dwoma problemami jednocześnie. Ich systemy grzewcze muszą być w stanie poradzić sobie z agresywnymi chemikaliami, parą i żrącymi środkami czyszczącymi, utrzymując jednocześnie odpowiednią temperaturę. W tego typu miejscach standardowe grzejniki kasetowe z prostym osprzętem często psują się w ciągu kilku tygodni. Dzieje się tak nie dlatego, że przepala się element grzejny, ale dlatego, że złączki korodują, zużywają się uszczelki lub wilgoć dostaje się do połączeń elektrycznych.

Wybór odpowiedniego materiału na armaturę, która będzie używana w środowisku korozyjnym, rozpoczyna się od wiedzy, jakie chemikalia będą znajdować się w danym obszarze. Stal nierdzewna 304 jest wystarczająco mocna, aby wytrzymać działanie łagodnych chemikaliów, kwasów organicznych i korozji z powietrza. Zawartość 18% chromu tworzy pasywną warstwę tlenku, która chroni metal znajdujący się pod nią. Jednak stal nierdzewna 304 nie nadaje się do słonej wody, solanki ani chemikaliów zawierających chlor, ponieważ jest atakowana przez chlorki.

Stal nierdzewna 316 jest bardziej odporna na chlorki i może wytrzymać trudniejsze warunki chemiczne, ponieważ zawiera molibden. Gatunek ten może wytrzymać kontakt z kwasem siarkowym, kwasem fosforowym i roztworami soli, które mogłyby uszkodzić stal nierdzewną 304. Dodatkowy koszt materiału nie jest tego wart w porównaniu z kosztem wymiany grzejnika i czasem straconym na produkcję w przypadku ważnych zastosowań.

Incoloy 800 i inne stopy niklu-żelaza-chromu sprawdzają się lepiej niż inne stopy, jeśli chodzi o ekstremalną odporność chemiczną lub odporność na utlenianie-w wysokiej temperaturze. Materiały te pozostają mocne i odporne na rdzę, nawet gdy temperatura wzrośnie powyżej 1400 stopni Fahrenheita. Dzięki temu nadają się do obróbki chemicznej w wysokich temperaturach lub w sytuacjach z dużym utlenianiem. Grzejniki wykonane z osłonami Incoloy i złączkami ze stali nierdzewnej radzą sobie z sytuacjami, które mogłyby uszkodzić zwykłe jednostki.

Złączki mosiężne są tanie i sprawdzają się w wielu sytuacjach, ale nie sprawdzają się w miejscach, w których mogą korodować. Mosiądz może szybko pęknąć pod wpływem naprężenia, gdy występuje amoniak i związki amonowe. Mosiężne złączki zmatowieją i ostatecznie ulegną uszkodzeniu pod wpływem środków chemicznych-zawierających siarkę. Szybko płynąca woda może spowodować degradację mosiądzu poprzez usunięcie cynku, pozostawiając miedzianą konstrukcję, która jest słaba i ulega zniszczeniu. Ze względu na te ograniczenia mosiądz może być używany wyłącznie w łagodnych warunkach eksploatacyjnych, gdzie nie jest narażony na działanie wielu chemikaliów.

Wybór odpowiedniego uszczelnienia końcowego jest równie ważny dla przetrwania w środowisku korozyjnym. Uszczelka zapobiega przedostawaniu się płynów procesowych do wnętrza podgrzewacza, gdzie-mogłyby spowodować zwarcie elementu oporowego i izolacji z tlenku magnezu. Standardowe zalewanie żywicą epoksydową w niskiej-temperaturze, która wytrzymuje temperatury do około 266 stopni Fahrenheita, doskonale sprawdza się w sytuacjach, w których nie jest zbyt gorąco. Żywica epoksydowa tworzy silną,-chemiczną barierę, która dobrze przylega do metalowych powierzchni.

Zalewanie żywicą epoksydową w wysokiej-temperaturze wytrzymuje temperatury do około 450 stopni Fahrenheita, a jednocześnie jest odporne na chemikalia. Materiał ten nadaje się do zastosowań, w których koniec przewodu nagrzewa się z powodu przewodzenia ciepła wzdłuż osłony lub blisko strefy podgrzewanej. Zaletą-jest to, że odporność na wilgoć jest nieco niższa niż w przypadku preparatów-niskotemperaturowych, ale nadal jest wystarczająco dobra do większości zastosowań przemysłowych.

Zalewanie gumą silikonową jest elastyczne i wytrzymuje temperatury do 450 stopni Fahrenheita. Właściwości elastomerowe silikonu sprawiają, że jest on bardziej odporny na wahania temperatury i wibracje mechaniczne niż sztywne kompozycje epoksydowe. Uszczelki silikonowe dobrze radzą sobie z wodą i lekkimi chemikaliami, ale mocne kwasy i rozpuszczalniki mogą rozbić tę substancję. Silikon często sprawdza się lepiej niż twardsze materiały doniczkowe w sytuacjach, w których występuje duży szok termiczny lub naprężenia mechaniczne.

Lakier silikonowy na doniczkach cementowych wytrzymuje najwyższe temperatury, do 1000 stopni Fahrenheita przez długi czas. To uszczelnienie na bazie ceramiki-jest odporne na zmiany temperatur, utlenianie i prawie wszystkie warunki chemiczne, z wyjątkiem silnych kwasów i zasad. Zalewa cementowa jest twarda i krucha, co czyni ją mniej przydatną w zastosowaniach, w których występuje dużo wibracji lub zginania na wyjściu przewodu. Jest to jednak najlepszy wybór w przypadku-usług stałych o wysokiej temperaturze.

Uszczelnienia hermetyczne są najlepszym wyborem do zastosowań, w których wilgotność jest bardzo ważna. Uszczelki te wykorzystują technologię lutowania twardego, która łączy szkło z metalem lub ceramikę z metalem, aby mieć pewność, że wilgoć nie przedostanie się przez nie. Grzejniki z hermetycznymi uszczelkami mogą przebywać w wodzie-lub parze pod wysokim ciśnieniem przez długi czas, nie ulegając uszkodzeniom, co ma miejsce w przypadku zwykłego zalewania. Ze względu na wysoki koszt i skomplikowany proces produkcji uszczelnienia hermetyczne można stosować tylko w sytuacjach, gdy koszt awarii jest wart poniesienia.