Il-Problema tal-Arja Melħ
Faċilità tal-electroplating li tinsab 500 metru mill-oċean tipproċessa partijiet f'banjijiet tan-nikil, taż-żingu u tal-kromju. L-iskambjaturi tas-sħana ġewwa dawn il-banjijiet huma azzar li ma jissaddadx. Il-proċess-korrużjoni tal-ġenb huwa kkontrollat tajjeb permezz tal-għażla tal-materjal. Madankollu kull 18-24 xahar, il-coils jiżviluppaw tnixxijiet ta' pinhole fuq l-uċuħ esterni 'l fuq mil-livell tal-likwidu-fil-pajpijiet tal-provvista tal-fwar u tar-ritorn tal-kondensat, il-parentesi ta' appoġġ, u l-porzjonijiet mhux mgħaddsa tal-coil.
Il-ħati mhix il-kimika tal-proċess. Hija l-atmosfera. Arja tal-baħar mgħobbija-melħ, li ġġorr 5-20 mg/m³ ta' aerosol tal-klorur, depożiti fuq kull wiċċ metalliku espost. Matul iljieli umdi, il-melħ igroskopiku jassorbi l-umdità, u jifforma salmura klorur konċentrat fuq il-wiċċ tal-metall. Matul ġranet sħan, is-salmura tinxef, u tikkonċentra aktar il-klorur. L-espożizzjoni ċiklika tal-klorur imxarrab u niexef tikkawża korrużjoni tal-pitting aktar aggressiva mill-korrużjoni kontinwa tal-immersjoni fuq in-naħa tal-proċess.
Dan l-attakk atmosferiku ħafna drabi jiġi injorat fl-għażla tal-materjal tal-iskambjatur tas-sħana, li jiffoka fuq il-kompatibilità kimika tal-proċess-ġenb. Fil-faċilitajiet kostali, l-ambjent estern jista 'jkun il-fattur li jillimita l-ħajja tat-tagħmir.
Il-Mekkaniżmu tal-Korrużjoni Atmosferika
Il-korrużjoni tal-klorur atmosferiku tal-istainless steel issegwi triq differenti mill-korrużjoni tal-immersjoni. Il-fattur ewlieni huwa l-kondizzjoni ċiklika mxarrba-niexfa. Matul il-fażi mxarrba, il-joni tal-klorur jikkonċentraw f'difetti mikroskopiċi tal-wiċċ. Il-film irqiq tal-elettrolit għandu reżistenza elettrika għolja, iżda huwa biżżejjed biex isostni ċelloli tal-korrużjoni lokalizzati. L-ossiġnu, disponibbli liberament mill-atmosfera, jaġixxi bħala r-reattant katodiku.
Matul il-fażi niexfa, il-melħ tal-klorur jikkristallizza. Il-kristalli jikbru fi ħdan ix-xquq tal-wiċċ, u jeżerċitaw stress mekkaniku li jwessa 'l-xquq. Iċ-ċiklu imxarrab li jmiss jippenetra aktar fil-fond. Matul mijiet ta' ċikli niexfa-imxarrab, ix-xquq inizjalment mikroskopiku jsir ħofra viżibbli.
L-azzar li ma jsaddadx 316L, reżistenti għall-immersjoni fl-ilma baħar f'temperatura ambjentali, huwa vulnerabbli għall-pitting atmosferiku tal-klorur minħabba li ċ-ċikliżmu mxarrab-niexef joħloq konċentrazzjonijiet ta 'klorur li jaqbżu ħafna l-ilma baħar. Salamura saturata tal-klorur fil-qiegħ tal-fossa jista' jkun fiha 50,000-100,000 ppm ta' klorur ferm ogħla mill-20,000 ppm fl-ilma baħar.
It-titanju jaħdem aħjar mill-istainless steel fl-espożizzjoni tal-klorur atmosferiku iżda mhuwiex immuni. Il fuq minn 80 grad, it-titanju jista 'jsofri qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-melħ sħun meta depożiti ta' klorur huma preżenti fuq uċuħ stressati.
Tabella 1: Reżistenza għall-Korrużjoni tal-Klorur Atmosferiku fl-Ambjent Kostali (Distanza mill-Oċean: 500m, Depożizzjoni tal-Klorur: 15 mg/m²/jum)
| Materjal | Pitting Korrużjoni Wara 2 Snin | Korrużjoni tal-Xquq fl-Appoġġi | Stress Korrużjoni Cracking Riskju | Manutenzjoni Meħtieġa |
|---|---|---|---|---|
| Stainless Steel 304 | Severi (minn-fosos tal-ħajt) | Sever | Moderat | Ibdel fi żmien sentejn |
| Stainless Steel 316L | Moderat sa sever | Moderat | Baxx | Ibdel jew issewwi fi żmien 3-4 snin |
| Titanju Grad 2 | Ħfief ħafna | Ħfief | Moderat 'il fuq minn 80 grad | Spezzjona kull sena; ibdel fi żmien 8-10 snin |
| Ram-Nikil 90/10 | Moderat (uniformi) | Ħfief | Xejn | Spezzjona kull sena; ibdel fi żmien 5-7 snin |
| PTFE | Xejn | Xejn | Xejn | Spezzjoni viżwali biss |
Il-Mekkaniżmu ta' Immunità PTFE
PTFE huwa immuni għall-attakk tal-klorur bi kwalunkwe mekkaniżmu. Ir-rabta tal-karbonju-fluworin għandha enerġija ta' dissoċjazzjoni ta' madwar 485 kJ/mol. L-enerġija disponibbli mill-adsorbiment tal-jone tal-klorur, idratazzjoni, jew kwalunkwe proċess ieħor ta 'korrużjoni atmosferika hija ordnijiet ta' kobor taħt dan il-limitu. M'hemm l-ebda forza termodinamika li tmexxi biex il-klorur jirreaġixxi mal-PTFE.
Il-materjal huwa wkoll immuni għall-komponent mekkaniku ta 'attakk atmosferiku. Il-kristalli tal-klorur ma jistgħux jippenetraw jew jifiljaw fil-wiċċ tal-PTFE minħabba li l-wiċċ m'għandux konfini tal-qamħ, l-ebda mikro-xquq, u l-ebda difett fil-film tal-ossidu. L-enerġija tal-wiċċ baxxa (18-20 mN/m) tipprevjeni adeżjoni qawwija tal-kristalli tal-melħ. Kwalunkwe klorur li jiddepożita fuq il-wiċċ tal-PTFE jitlaħlaħ bl-avveniment li jmiss tax-xita jew tal-kondensazzjoni mingħajr residwu.
Din l-immunità testendi għall-assemblaġġ kollu tal-iskambjatur tas-sħana-tubi, headers, pjanċi ta' appoġġ, u konnessjonijiet tal-pajpijiet esterni meta jkunu fabbrikati minn PTFE jew materjali fluworopolimeri xierqa. M'hemm l-ebda limitu ta 'korrużjoni atmosferika fuq il-ħajja tat-tagħmir f'ambjenti kostali.
Iż-Żona tal-Korrużjoni tal-Kondensat
Is-sezzjonijiet mhux-mgħaddsa tal-iskambjaturi tas-sħana jesperjenzaw mikro-ambjent partikolarment aggressiv. Il-kondensat tal-fwar fuq il-wiċċ estern mill-kondensazzjoni tal-arja umda joħloq żona kontinwament imxarrba. Fl-iskambjaturi metalliċi, din iż-żona ssofri l-ogħla rati ta 'korrużjoni minħabba li l-wiċċ qatt ma huwa niexef u films ta' ossidu passivating ma jistgħux jiffurmaw.
PTFE m'għandu l-ebda film passiv li jżomm. Iż-żona mxarrba kontinwament mhijiex differenti miż-żona mxarrba b'mod intermittenti jew miż-żona niexfa. Il-materjal huwa ugwalment inert fit-tliet ambjenti.
Riżultati tal-Qasam minn Faċilità ta' Kisi Kostali
Faċilità dekorattiva tal-kisi tal-kromju li tinsab fuq il-Kosta tal-Golf issostitwiet ħiters tal-immersjoni tal-istainless steel bi skambjaturi tas-sħana PTFE wara li esperjenzaw tliet fallimenti tal-coil f'ħames snin, kollha minn pitting estern tal-klorur 'il fuq mil-livell tal-likwidu. Il-koljaturi falluti wrew minn-ħofor tal-ħajt ikkonċentrati fil-pajpijiet tad-dħul tal-fwar u l-punti ta' kuntatt tal-parentesi ta' appoġġ-żoni fejn il-kondensazzjoni mgħobbija-klorur inġabret u tnixxef ċiklikament.
Wara l-installazzjoni tal-PTFE, tliet snin ta 'tħaddim fl-istess ambjent kostali ma pproduċew l-ebda korrużjoni esterna, l-ebda pitting, u l-ebda tnixxija. Spezzjonijiet viżwali annwali kkonfermaw li l-uċuħ tal-PTFE baqgħu ma nbidlux. Il-baġit tal-manutenzjoni għas-sostituzzjoni tal-iskambjatur tas-sħana ġie eliminat għal dawk it-tankijiet.
Sommarju
L-iskambjaturi tas-sħana PTFE jimmaniġġjaw l-attakk tal-klorur fl-arja f'faċilitajiet tal-electroplating kostali permezz ta 'inertezza kimika sħiħa għal joni tal-klorur, assenza ta' konfini tal-qamħ jew films passivi suxxettibbli għal pitting, u enerġija baxxa tal-wiċċ li tipprevjeni l-adeżjoni tal-kristall tal-melħ. B'differenza mill-azzar li ma jissaddadx u t-titanju, li jsofru pitting estern minn ċikliżmu tal-klorur niexef-imxarrab fis-sezzjonijiet mhux-mgħaddsa, PTFE mhuwiex affettwat mill-klorur atmosferiku irrispettivament mill-konċentrazzjoni jew mill-frekwenza taċ-ċikliżmu.
L-eliminazzjoni tal-korrużjoni esterna testendi l-ħajja tat-tagħmir lil hinn mil-limitu tal-korrużjoni tal-proċess-ġenb li jillimita l-iskambjaturi metalliċi. F'installazzjonijiet kostali, PTFE spiss idum aktar mit-tagħmir tal-proċess li jservi.
Analiżi tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana PTFE f'ambjenti ta 'atmosfera kostali jew korrużiva hija disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-post tal-faċilità, id-distanza mill-ilma mielaħ, id-dejta prevalenti dwar ir-riħ u l-umdità, u l-istorja attwali tal-korrużjoni tat-tagħmir.
