Ở mức độ kết hợp cụ thể nào giữa nồng độ natri hydroxit và nhiệt độ bề mặt vỏ bọc, vỏ bọc bằng thép không gỉ 1,6 mm 316 có cần thay thế 12 tháng một lần trong dịch vụ làm nóng vòi phun làm sạch bể chứa không?

Các kỹ sư bảo trì chịu trách nhiệm về hệ thống làm sạch bể chứa trong các cơ sở chế biến thực phẩm, sản xuất đồ uống và hóa chất thường có máy sưởi ngâm điện đặt trong bể chứa dung dịch tẩy rửa để duy trì nhiệt độ của chất tẩy rửa. Chất làm sạch chính là natri hydroxit, thường được sử dụng ở nồng độ 2-5% và nhiệt độ 70-85 độ. Những máy sưởi này thường sử dụng vỏ bọc bằng thép không gỉ 316 1,6 mm mang lại khả năng chống ăn mòn tốt và độ bền cơ học trước tác động của vòi phun. Tuy nhiên, sự ăn mòn tăng lên do sự kết hợp nhất định giữa nồng độ xút và nhiệt độ bề mặt vỏ bọc cao (mật độ watt), có thể rút ngắn tuổi thọ sử dụng xuống còn 12 tháng hoặc ít hơn. Bài viết này xác định chính xác các điểm mà tại đó vỏ bọc 1,6 mm 316 sẽ được thay thế hàng năm cho dịch vụ gia nhiệt vòi làm sạch bể chứa.

Hành vi ăn mòn ăn da của 316 ở nhiệt độ bề mặt cao
Ở nhiệt độ lên tới 80 độ, thép không gỉ loại 316 thụ động trong dung dịch natri hydroxit với nồng độ dưới 5% và có tốc độ ăn mòn dưới 0,1 mm/năm. Tuy nhiên, với sự gia tăng của dòng nhiệt, nhiệt độ bề mặt vỏ bọc tăng lên và màng thụ động kém ổn định hơn. Tốc độ ăn mòn trong NaOH 3% ở nhiệt độ bề mặt 85 độ là nhỏ hơn 0,1 mm mỗi năm. Nó tăng lên 0,2-0,4 mm mỗi năm ở 95 độ. nó là 0,5–1,0 mm mỗi năm ở 105 độ. Tỷ lệ trên 2 mm/năm ở 115 độ. Với độ xuyên ăn mòn của vỏ bọc 1,6 mm đến 1,0 mm (độ dày kết cấu tối thiểu cho hầu hết các ứng dụng) phải mất 1-2 năm ở mức 1 mm mỗi năm. Ngưỡng thay thế 12 tháng đạt được khi sự kết hợp giữa nồng độ xút và nhiệt độ bề mặt vỏ bọc cho tốc độ ăn mòn khoảng 0,6-0,8 mm mỗi năm tiêu thụ thành 1,6 mm đến 1,0 mm trong 12 tháng.

Ngưỡng tuổi thọ thiết kế quan trọng (12 tháng)
Dựa trên thử nghiệm ngâm 316 mẫu trong dung dịch natri hydroxit ở nhiệt độ phù hợp với dịch vụ làm sạch bể chứa, sự kết hợp sau đây giữa nồng độ xút và nhiệt độ bề mặt vỏ bọc mang lại tuổi thọ sử dụng tối đa 12 tháng cho thành 1,6 mm.

Nồng độ Natri Hydroxide (Trọng lượng%) Nhiệt độ dung dịch lớn Nhiệt độ bề mặt vỏ ở mức 8 W/cm2 (tăng 20 độ) Tốc độ ăn mòn dự kiến ở nhiệt độ bề mặt Thời gian cần giảm 1,6 mm đến 1,0 mm Tuổi thọ sử dụng đến khi thay thế 2% 70 độ 90 độ 0,15 – 0,25 mm/năm 2,4 – 4,0 năm 3 – 5 năm 2% 80 độ 100 độ 0,30 – 0,50 mm/năm 1,2 – 2,0 năm 1,5 – 2,5 năm 2% 85 độ 105 độ 0,50 – 0,80 mm/năm 0,75 – 1,2 năm 1 – 1,5 năm 3% 70 độ 90 độ 0,20 – 0,35 mm/năm 1,7 – 3,0 năm 2 – 3,5 năm 3% 75 độ 95 độ 0,35 – 0,60 mm/năm 1,0 – 1,7 năm 1,2 – 2 năm 3% 80 độ 100 độ 0,60 – 1,00 mm/năm 0,6 – 1,0 năm 0,8 – 1,2 năm 4% 65 độ 85 độ 0,25 – 0,40 mm/năm 1,5 – 2,4 năm 1,8 – 3 năm 4% 70 độ 90 độ 0,40 – 0,70 mm/năm 0,9 – 1,5 năm 1 – 1,8 năm 4% 75 độ 95 độ 0,70 – 1,20 mm/năm 0,5 – 0,9 năm 0,6 – 1 năm 5% 60 độ 80 độ 0,30 – 0,50 mm/năm 1,2 – 2,0 năm 1,5 – 2,5 năm 5% 65 độ 85 độ 0,50 – 0,85 mm/năm 0,7 – 1,2 năm 0,8 – 1,5 năm 5% 70 độ 90 độ 0,85 – 1,50 mm/năm 0,4 – 0,7 năm 0,5 – 0,8 năm
Nhiệt độ bề mặt của vỏ bọc trong hệ thống làm sạch bể NaOH 3% ở nhiệt độ khối 80 độ với vỏ bọc 1,6mm ở 8W/cm2 là khoảng 100 độ. Tốc độ ăn mòn dự kiến ​​là 0,6 đến 1,0 mm mỗi năm, giảm độ dày của tường xuống 1,0 mm trong 0,6 đến 1,0 năm. Thay thế thích hợp trong mười hai tháng. Nhiệt độ khối lớn đến 75 độ làm giảm nhiệt độ bề mặt xuống 95 độ, giảm tốc độ ăn mòn xuống 0,35-0,60 mm/năm và tăng tuổi thọ lên 1,2-2 năm.

Phong bì vận hành an toàn cho lịch trình thay thế 12 tháng
Bảng dưới đây cho thấy nhiệt độ khối an toàn tối đa của natri hydroxit cho vỏ bọc 1,6 mm 316 ở các mật độ watt khác nhau sẽ đảm bảo tuổi thọ sử dụng ít nhất 12 tháng trước khi độ dày thành giảm xuống dưới 1,0 mm cần thay thế.

Mật độ watt (Tăng nhiệt độ) Max. Nhiệt độ hàng loạt. tối đa 2% NaOH. Nhiệt độ hàng loạt. tối đa 3% NaOH. Nhiệt độ hàng loạt. cho NaOH tối đa 4%. Nhiệt độ hàng loạt. cho 5% NaOH
4 W/cm2 (tăng 10 độ) 88 độ 82 độ 78 độ 72 độ 6 W/cm2 (tăng 15 độ) 83 độ 77 độ 73 độ 67 độ 8 W/cm2 (tăng 20 độ) 78 độ 72 độ 68 độ 62 độ 10 W/cm2 (tăng 25 độ) 73 độ 67 độ 63 độ 57 độ 12 W/cm2 (tăng 30 độ) 68 độ 62 độ 58 độ 52 độ
Đối với hệ thống làm sạch bể chứa điển hình có 3% NaOH ở nhiệt độ khối 75 độ và 8 W/cm2 (tăng 20 độ, bề mặt 95 độ), giới hạn khối lượng an toàn là 72 độ. Ở nhiệt độ 75 độ, máy sưởi vượt quá giới hạn an toàn và không cho phép tuổi thọ sử dụng là 12 tháng. Việc giảm mật độ watt xuống 6 W/cm2 (tăng 15 độ, bề mặt 90 độ) mang lại giới hạn khối lượng an toàn là 77 độ, do đó, 75 độ là phù hợp để thay thế trong 12 tháng.

Thay đổi thiết kế để kéo dài tuổi thọ hơn 12 tháng
Ba điều chỉnh có thể kéo dài tuổi thọ của vỏ bọc 1,6 mm 316 lên 12 tháng trong điều kiện làm sạch bể. Một là sử dụng lò sưởi dài hơn để giảm mật độ watt. 8 W/cm 2 xuống 4 W/cm 2 , độ tăng nhiệt độ bề mặt giảm từ 20 độ xuống 10 độ , chuyển từ chế độ 1 năm sang chế độ 2-3 năm. Thay đổi thứ hai là chạy không liên tục. Nếu máy sưởi chạy 4 giờ một ngày thay vì 24 giờ một ngày, nó sẽ có tuổi thọ gấp 6 lần theo lịch. Thay đổi thứ ba là sự ra đời của chất ức chế ăn mòn. Silicat hoặc phốt phát ở mức 100-200 ppm có thể làm giảm tốc độ ăn mòn 30-50%. Trong trường hợp cần 4% NaOH ở 80 độ để chạy liên tục, thì việc nâng cấp lên Hợp kim 600 hoặc Hợp kim 825 có thể duy trì tốc độ ăn mòn dưới 0,1 mm mỗi năm ở những điều kiện này nên được các kỹ sư xem xét. Luôn đề cập đến nồng độ xút tối đa, nhiệt độ lớn, chu kỳ hoạt động và khoảng thời gian thay thế mong muốn khi chỉ định máy sưởi cho dịch vụ vệ sinh bể chứa. Nếu một nhà sản xuất đề xuất 316 cho NaOH 4% ở 85 độ nhưng không đề cập đến việc giảm mật độ watt, thì anh ta không đưa ra lời khuyên có thẩm quyền. Ngưỡng thay thế 12 tháng có thể được dự đoán là hàm số của nồng độ xút, nhiệt độ khối và mật độ watt, từ đó cho phép dự đoán đáng tin cậy về tuổi thọ của lò sưởi và lập kế hoạch bảo trì.