Piilotetut galvaaniset kytkentäriskit säiliön materiaalin ja lämmittimen välillä
Galvanointi-, PCB-etsaus- ja hydrometallurgian työpajat ottavat käyttöön erilaisia säiliömateriaaleja, mukaan lukien hiiliteräs, tavallinen ruostumaton teräs, PP ja PVC. Useimmat hankintatiimit arvioivat vain yksittäisen materiaalin kemiallisen kestävyyden erikseen jättäen huomioimatta pitkäaikaisen -sähkökemiallisen vuorovaikutuksen säiliön metallirakenteiden ja suspendoituneiden johtavien sedimenttien välillä PTFE-uppolämmittimessä. Edes täysin eristetyt fluoripolymeerivaipat eivät voi täysin estää mikrogalvaanisten solujen muodostumista ioni-rikkaan lämmitetyn liuoksen alla, mikä nopeuttaa paikallista pinnan ohenemista ja varhaista romutusta. Vertailevat kustannustilastot osoittavat, että yhteensopimattomiin metallisäiliöihin asennetut lämmittimet on vaihdettava 45 % aikaisemmin kuin ne, jotka on yhdistetty yhteensopiviin ei--johtaviin säiliörunkoihin. Tässä artikkelissa käsitellään erilaisten materiaalien yhteensovittamisen laukaisemaa kytkettyä korroosiomekanismia, selitetään teknisten ydinmateriaalien vaihto-säiliön materiaalikustannusten ja lämmittimen käyttöiän välillä sekä esitetään lajiteltuja materiaalien sovitusjärjestelmiä eri prosessisäiliöille.
Tekninen ydinkauppa-alennus säiliön materiaalikustannusten ja-korroosionestoyhteensopivuuden välillä
Edullinen-paljas hiiliteräs ja 201 ruostumatonta terästä olevat säiliöt tuovat etupäässä pääomasäästöjä, mutta niiden suuri sähkökemiallinen potentiaaliero muodostaa helposti galvaanisia pareja metallikerrostumien kanssa PTFE-upotuslämmittimeen, mikä nopeuttaa fluoripolymeeripinnan mikro-syövytystä. Ei--johtavat PP/PVC-vuoratut säiliöt tai 316 litran täysin passivoitu ruostumaton teräs eliminoivat mahdollisten erojen kytkentäriskit, mutta paksumpi vuoraus ja korkealaatuiset-seoslevyt lisäävät säiliön rakentamisen alkuinvestointeja merkittävästi. Tavallinen sileä PTFE-upotuslämmitin luottaa tasaiseen eristykseen galvaanisten reaktiokanavien eristämiseksi, mutta johtava metallisedimentti siltaa säiliön seinämän ja lämmittimen pinnan välisen mahdollisen raon, mikä luo jatkuvaa sähkökemiallista eroosiota, joka keskittyy osiin putken osiin.
Säiliön materiaalityyppi ja PTFE-uppolämmitin Galvaaninen korroosioriskitaulukko
| Säiliön päärakennusmateriaali | Sähkökemiallinen potentiaalivako | Paikallisen lämmittimen pintaeroosionopeus | Keskimääräinen vakaa käyttöikä | Suositeltu lämmittimen päivitysvaihtoehto |
|---|---|---|---|---|
| Paljas hiiliterässäiliö | Suuri positiivinen potentiaalivaje | Nopea paikallinen pisteharvennus | 8-12 kuukautta | Anti--staattinen paksu valettu PTFE-uppolämmitin |
| Passivoimaton 201 ruostumaton teräs | Keskinkertainen potentiaaliero | Kohtalainen vaakasuora mikro-etsaus nesteviivalla | 12-16 kuukautta | Mikro-kuvioitu anti--kerrostumaton PTFE-uppolämmitin |
| PP/PVC vuorattu/passivoitu 316L ruostumaton teräs | Mitätön mahdollinen aukko | Lähes ei galvaanista eroosiota | 18-24 kuukautta | Vakiokiillotettu PTFE-upotuslämmitin |
Erilaisten materiaalien kytkennän hajoamismekanismi
Ioni-pitoisessa kuumennetussa prosessinesteessä paljaat metallisäiliön seinämät vapauttavat jatkuvasti metallikationeja kemiallisen eroosion alaisena. Nämä ionit saostuvat johtavina ohuina kalvoina, jotka peittävät PTFE-uppolämmittimen ulkopinnan muodostaen johtavan sillan, joka yhdistää säiliön metallirakenteen ja lämmittimen pintakerrostumat. Vakaa galvaaninen kenno muodostuu korkean-potentiaalisen säiliömetallin ja matalan-potentiaalisen sedimenttikalvon väliin. Pienet vuotovirrat kulkevat ohuen PTFE-vaipan läpi, mikä laukaisee fluoripolymeerin molekyyliketjujen hitaan oksidatiivisen syövytyksen saostuman -peitetyillä alueilla. Toisin kuin tasainen kemiallinen korroosio, tämä vaurio keskittyy vain alueille, joilla on metallisedimenttipeite, mikä johtaa putken seinämien epätasaiseen ohenemiseen. Toistuvat lämmitys- ja jäähdytyssyklit laajentavat galvaanisen reaktion muodostamia mikro-etsauskuoppia. Syövyttävä happo{11}}emäsaine imeytyy kuoppiin ja erottaa PTFE-ulkokerroksen sisäisestä eristyksestä aiheuttaen asteittaisen eristysvastuksen heikkenemisen. Jos säiliössä on paljaita hitsaussaumoja tai ruostepisteitä, galvaanisen reaktion intensiteetti moninkertaistuu ja nopeuttaa lämmittimen vikaa entisestään.
Tuotanto- ja taloudelliset tappiot, jotka johtuvat sopimattomista säiliömateriaalista
Galvaaninen epätasainen putken seinämän oheneminen aiheuttaa epäjohdonmukaista lämmönsiirtoa, muodostaen kiinteitä kuumia kohtia, jotka hajottavat kylpylisäaineita nopeasti ja lisäävät kuukausittaisia kemikaalien vaihtokustannuksia. Sähkökemiallisen eroosion aiheuttamat mikro-kuopat heikentävät vähitellen eristyksen suorituskykyä ja laukaisevat toistuvia vuotovirtahälytyksiä ja lämpötilansäätökaappien hätävirtakatkoksia, mikä häiritsee jatkuvaa erätuotantoa. Voimakas paikallinen oheneminen muodostaa lopulta PTFE-uppolämmittimeen tunkeutuvia reikiä, mikä johtaa suoraan kosketukseen lämmitysjohtojen ja syövyttävän nesteen välillä, oikosulkuvikoja ja pysyvää lämmittimen romuttamista. Säännöllinen ennenaikainen lämmittimen vaihto lisää jatkuvia varaosien hankintakustannuksia ja vaatii toistuvia säiliön tyhjennys- ja purkutyötä, mikä vie ylimääräisiä työtunteja ja alentaa konepajan kokonaistuotantokapasiteettia.
Arvioidut yhteensopivuuden ja yhteensopivuuden optimointiratkaisut
Pienet laboratoriosäiliöt, joissa on PP- tai täysin vuoratut ei--johtavat rakenteet, voivat käyttää tavallista kiillotettua PTFE-upotuslämmitintä, jossa säiliön seinämät puhdistetaan viikoittain vapaiden metalli-ionien vähentämiseksi. Keskimääräiset-sähköpinnoituslinjat, joissa käytetään passivoimattomia 201 ruostumattomasta teräksestä valmistettuja säiliöitä, valitse mikro-kuvioitu anti--PTFE-uppolämmitin; pintarakenne rikkoo jatkuvan johtavan metallikalvon ja heikentää galvaanisia kytkentäkanavia. Paljaasta hiiliteräksestä valmistetuissa suurissa liuotussäiliöissä on oltava anti-staattinen paksumuovattu PTFE-upolämmitin. Tiheä, paksu-seinämäinen fluoripolymeeri hidastaa sähkökemiallista pisteeroosiota, ja sisäänrakennetut-johtavat täyteaineet poistavat tasaisesti pinnan staattisia varauksia alentaen galvaanisen virran intensiteettiä. Ylimääräiset yhteensopivuustoimenpiteet: suorita säännöllisesti täysi passivointikäsittely ruostumattomasta teräksestä valmistettujen säiliöiden sisäseinämille; asenna eristävät muovitiivisteet lämmittimen metallikannattimien ja säiliön metallirunkojen väliin johtavien teiden leikkaamiseksi.
Johtopäätös
Metallisäiliöissä olevan PTFE-upotuslämmittimen nopeutettu paikallinen korroosio johtuu galvaanisesta kytkennästä, joka muodostuu erilaisista metallipotentiaalieroista ja johtavista sedimenttisiloista, eikä yhdestä keskiaineesta. Tavallisista ohuista sileistä PTFE-rakenteista puuttuu paksu{1}}seinäsuojaus, jotta ne kestäisivät pitkäaikaisen-sähkökemiallisen pistesyöpymisen paljasmetallisäiliöympäristöissä. Yhteensopiva säiliön rakennusmateriaali vastaavan vahvistetun PTFE-upotuslämmittimen rakenteen kanssa voi tehokkaasti tukahduttaa galvaanisia eroosiovaurioita. Mukautetut putken seinämän paksuus ja saostumisenestopinnan rakenneparametrit voidaan suunnitella säiliön metalliseoslaadun ja vuorauksen kunnon perusteella, jotta säilytetään pitkäaikainen-tasapainoinen lämmitysteho ja pienennetään korjaamon käyttökustannuksia.
