Mức độ nhiễm bẩn từ thông hàn dư tối đa cho phép (dựa trên{0}}Clorua trên bề mặt vỏ bọc bộ gia nhiệt 316 bắt đầu rỗ trong kho lưu trữ xung quanh ẩm ướt trước khi lắp đặt

Nguy cơ ăn mòn trước-dịch vụ tiềm ẩn do khâu vệ sinh sản xuất không đầy đủ-

Residual chloride-based solder flux from electrical connection brazing or from contamination during adjacent soldering operations is a severe pitting risk for 316 stainless steel sheathed electric heating tubes stored in warehouse or field conditions prior to installation, particularly in humid environments (relative humidity >60-70%). Fluxes of zinc chloride (ZnCl₂), ammonium chloride (NH₄Cl) or other chloride salts are deliquescent, i.e. they collect moisture from the air and generate concentrated chloride solutions on the sheath surface. Even minuscule flux residues (1-10µg/cm2, almost invisible) can lead to chloride concentrations of 10,000-100,000 ppm at the metal-flux interface, enough to induce pitting on 316 at ambient temperature within weeks to months. The critical flux residue density for pitting initiation is ~0.5-1.0 µg Cl⁻ per cm² at 25°C and 65% RH. Pitting initiates within 30-90 days at >5-10 µg Cl- /cm2. Trong kho lưu trữ trước khi sử dụng 316 vỏ bọc, mối liên hệ giữa mật độ dòng clorua dư, độ ẩm và thời gian cần thiết để bắt đầu rỗ được định lượng trong bài viết này.

Cơ chế rỗ khí quyển gây ra bởi chất lỏng

Chất hàn gốc clorua có tính hút ẩm. Nếu độ ẩm tương đối vượt quá điểm chảy lỏng của muối nhất định (khoảng 10% RH đối với ZnCl 2 và khoảng 77-80% RH đối với NH 4 Cl), chất trợ dung sẽ hấp thụ độ ẩm từ khí quyển và một màng mỏng chất điện phân clorua đậm đặc được hình thành trên bề mặt kim loại. Khi tiếp xúc từ thông-kim loại, nồng độ clorua có thể đạt tới 30-50% trọng lượng (300.000-500.000 ppm Cl⁻), cao hơn nhiều so với ngưỡng rỗ của 316 ngay cả ở nhiệt độ môi trường. Lớp điện phân mỏng và giàu oxy tạo điều kiện tối ưu cho vết rỗ. Sau khi hố được khởi động, tế bào ăn mòn sẽ tự duy trì và hố có thể xuyên qua bức tường 1,5 mm trong 6-12 tháng ngay cả khi lò sưởi chưa bao giờ được cấp điện.

Xác định mối quan hệ giữa dòng clorua dư và thời gian rỗ

Thử nghiệm trong buồng độ ẩm có kiểm soát (25 độ, 65% RH) của 316 phiếu giảm giá bằng thép không gỉ với lượng cặn clorua được kiểm soát (tương đương với NaCl, mô phỏng muối clorua hỗn hợp) mang lại thời gian bắt đầu rỗ và lan truyền như sau.

Residual Chloride on Surface (µg Cl-/cm2) Equivalent Flux Residue Visibility Time to Pit Initiation at 65% RH, 25°C (days)Pit Depth after 180 days (µm) Time to Perforation (1.5 mm wall) (hours) at 65% RHRecommended Max Storage >6 tháng<0.1 Undetectable >365 (không rỗ)<5 >10 năm Có 0,1-0,5 Dấu vết (vô hình) 180-365 5-15 5-10 năm Có
0,5-1,0 Rất nhẹ (xem dưới tia UV) 90-180 15-40 2-5 năm Có thể chấp nhận được
1,0-2,0 Ánh sáng (ánh sáng có thể nhìn thấy) 60-90 40-80 1-2 năm Biên
2,0-5,0 Trung bình (biến màu) 30-60 80-150 6-12 thángKhông khuyên dùng
5,0-10,0 Nặng (cặn trắng) 15-30 150-250 3-6 tháng Không phù hợp
10-20 Lớp vỏ (Rất nặng) 7-15 250-400 2-3 tháng Không thể chấp nhận được20 Lớp vỏ dày<7 >400 <2 months Not suitable
Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối đến tốc độ rỗ do clorua gây ra

Thời gian bắt đầu rỗ giảm nhanh chóng khi độ ẩm tương đối tăng lên. Ảnh hưởng của RH ở mức không đổi 25 độ đối với mật độ clorua dư là 2 µg Cl-/cm2 được thể hiện trong bảng sau.

Độ dày lớp điện phân (khoảng μm) Thời gian bắt đầu phân hủy (ngày) Độ ẩm tương đối (%) Thời gian thủng (tháng) Khuyến nghị bảo quản<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 năm An toàn 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 năm An toàn 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 năm Giám sát 60-70 1-2 60-90 1-2 năm Chất hút ẩm được đề xuất 70-80 2-5 30-60 6-12 tháng Chất hút ẩm cần thiết
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Nguồn ô nhiễm chất trợ dung hàn Sản xuất lò sưởi

Các hoạt động sản xuất phổ biến để lại cặn chất trợ dung gốc clorua trên 316 vỏ bọc:

Hàn đồng đầu cuối: Khi các đầu cuối kết nối điện được hàn vào vỏ bọc bộ sưởi (hoặc dây dẫn), chất trợ dung dựa trên clorua-(ví dụ: Chất trợ dung tiện dụng Loại 2, bao gồm ZnCl 2 và NH 4 Cl) thường được sử dụng. Làm sạch không đúng cách sau khi hàn, cặn từ thông vẫn còn trên các bề mặt vỏ bọc liền kề.

Mối hàn liền kề: Bộ gia nhiệt trong thiết bị đã lắp ráp có thể có các ống đồng liền kề hoặc các kết nối điện được hàn bằng chất hàn lõi thông lượng. Chất trợ dung hoặc hơi nước có thể tích tụ trên vỏ lò sưởi.

Xử lý ô nhiễm: Người vận hành xử lý các bộ phận được phủ-chất trợ dung sau đó tiếp xúc với vỏ bọc bằng thép không gỉ sẽ chuyển cặn clorua vô hình.

Giới hạn dư lượng từ thông tối đa cho phép được đưa ra trong bảng dưới đây đối với các trường hợp bảo quản khác nhau.

Điều kiện bảo quản Thời gian lưu trữ tối đa Dư lượng clorua tối đa có thể chấp nhận được (µg Cl- /cm2) Sau bắt buộc-Phương pháp làm sạch hàn
Kho kiểm soát khí hậu (RH<50%) >12 tháng 5.0 Kiểm tra bằng mắt và lau bằng dung môi
Môi trường kho (RH 50-70%) 2,0 Rửa sạch bằng nước khử ion + sấy khô 6-12 tháng
Môi trường kho có độ ẩm theo mùa cao 3-6 tháng 1,0 Làm sạch bằng siêu âm + rửa bằng DI
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) Bất kỳ<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 tháng 10.0 Vệ sinh tiêu chuẩn OK
Đăng-Xác minh độ sạch của bề mặt hàn

Đối với vỏ bọc 316 có đầu cuối được hàn đồng hoặc đối với bất kỳ quy trình hàn nào, người mua nên áp dụng các phương pháp xác minh độ sạch sau đây:

Phương pháp vá Bresle (ISO 8502-6) Một miếng vá được đặt trên bề mặt vỏ bọc, nước khử ion được bơm vào và độ dẫn điện được đánh giá để đánh giá quá trình chiết clorua. Chấp nhận:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Thử nghiệm Ferroxyl: Dung dịch kali ferricyanide và natri clorua được đưa lên bề mặt. Màu xanh ngụ ý sắt tự do hoặc clorua phản ứng. Chấp nhận. Không có màu xanh.

Thử nghiệm chống thấm nước Sau khi rửa, nước phải trải đều trên bề mặt và không đọng thành hạt. Sự kết hạt là bằng chứng của dư lượng hữu cơ hoặc chất trợ dung.

Hiện trường-Thông lượng dịch vụ-Cảm ứng rỗ

Đối với lò sưởi 316 được cất giữ trong kho trước khi đưa vào sử dụng, các hố sẽ ở gần các đầu cực được hàn đồng hoặc ở đâu đó chất trợ dung có thể đã bắn vào. Phần còn lại của vỏ còn nguyên vẹn nhưng các vết rỗ có xu hướng tụ lại xung quanh vị trí bị nhiễm độc. Dưới kính hiển vi, trung tâm hố có thể hiển thị các muối kết tinh màu trắng hoặc nâu còn sót lại. EDS của cặn hố sẽ cho thấy sự hiện diện của clo (Cl) và kẽm (Zn) hoặc các thành phần chất trợ dung khác. Những lỗi như vậy cần được kiểm tra trong quy trình vệ sinh của nhà sản xuất. Nên đặt hàng máy sưởi thay thế có thông số kỹ thuật để làm sạch-sau hàn để<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Kết luận: Thiết lập độ sạch sau hàn-để lưu trữ đáng tin cậy

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70%) với mật độ dòng hàn dựa trên clorua-dư lượng lớn hơn 1-2 µg Cl-/cm2 dẫn đến hiện tượng rỗ trong vòng 30-90 ngày kể từ ngày bảo quản, với khả năng xuyên qua thành vỏ bọc trong 6-12 tháng bảo quản-trước khi lò sưởi hoạt động. Các kỹ sư chỉ định thiết bị sưởi có kết nối hàn vảy cứng phải cung cấp thông số kỹ thuật làm sạch sau hàn đồng với giới hạn dư lượng clorua tối đa (ví dụ:<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 tháng,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 tháng). Các đơn vị mẫu phải được xác minh bằng miếng vá Bresle hoặc thử nghiệm ferroxyl. Bảo vệ bổ sung được cung cấp cho các ứng dụng lưu trữ quan trọng hoặc dài hạn với vỏ bọc thụ động hoàn toàn (thụ động hóa axit nitric theo tiêu chuẩn ASTM A967) và bảo quản trong túi kín có chất hút ẩm. Cách tiếp cận được cung cấp ở đây liên kết mật độ dòng clorua dư với khoảng thời gian bắt đầu rỗ có thể đo lường được trong điều kiện môi trường xung quanh ẩm ướt, cho phép người mua tránh được-các lỗi ăn mòn trước khi bảo dưỡng do vệ sinh-sau sản xuất không đủ.