Sulfat kislota kontsentratsiyasi va haroratining qaysi kritik chegarasida 1,6 millimetrli 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq santimetr kvadratiga 15 vattdan yuqori bo'lgan doimiy isitish uchun xavfli bo'lib qoladi?

Metall tuzlash liniyalarida, akkumulyator ishlab chiqarishda va kimyoviy sintez reaktorlarida sulfat kislota xizmat ko‘rsatish uchun elektr isitgichlarni loyihalash bo‘yicha kimyoviy texnologik muhandislar, agar qoplama materiali sifatida 316 zanglamaydigan po‘latni tanlamoqchi bo‘lsalar, passiv plyonka parchalanishi sodir bo‘ladigan kontsentratsion harorat chegaralarini aniq bilishlari kerak. Mineral kislotalardan faqat sulfat kislota oraliq konsentratsiyalarda (40-60%) 316 zanglamaydigan po'latdan maksimal darajada korroziy ekanligi ko'rsatilgan va past va yuqori konsentratsiyalarda pasayadi. 1,6 mm devor qalinligining odatiy standarti amaliy issiqlik uzatish va mexanik mustahkamlik o'rtasida murosani ta'minlaydi. Ammo konsentratsiya, harorat va vatt zichligining muhim aralashmasidan yuqorida ishlash tez faol korroziyaga olib kelishi mumkin, bu esa qoplamaning ishlash muddatini bir necha haftaga qisqartirishi mumkin. Ushbu maqolada, 15 Vt/sm dan ortiq quvvat zichligida uzluksiz cho'milib isitish uchun xavfsiz bo'lmagan 1,6 mm 316 g'ilofning aniq chegaralari2 .

316 sulfat kislota taʼsirida passivlikdan faollikka oʻtish
Sulfat kislotadagi 316 zanglamaydigan po'latdan korroziyaga chidamliligi passiv xrom oksidi qoplamasining barqarorligiga bog'liq. Passiv plyonka suyultirilgan sulfat kislotada 15% dan 60 darajagacha bo'lgan konsentratsiyalarda barqaror bo'ladi va korroziya tezligi yiliga 0,1 mm dan kam. Konsentratsiyani 40-60% ga oshirishda kislotaning pasayish tendentsiyasi passiv plyonkada ustunlik qiladi va yiliga 5{23}}20 mm tezlikda faol korroziyaga o'tadi. 70% dan yuqori konsentratsiyalarda sulfat kislota yana oksidlanib, sirtni 316 ga pasaytirish va korroziya tezligini yiliga 0,5 mm dan pastga tushiradi. G'ilofning sirt harorati odatda suvga cho'mdiruvchi isitgich uchun issiqlik oqimi tufayli kislotaning massa haroratidan 20-50 daraja yuqori bo'ladi. 50 daraja quyma kislotada 15 Vt / sm ^ 2 isitgichning g'ilof yuzasi harorati 80-90 daraja bo'lishi mumkin. Bu yuqori sirt haroratiga va passivdan faolga o'tishning past konsentratsiyalarga o'tishiga olib keladi. 50C da xavfsiz bo'lgan 30% quyma kislota konsentratsiyasi, agar mahalliy harorat 70C dan oshsa, qobiq yuzasida agressiv bo'lishi mumkin. Demak, 1,6 mm 316 g'ilof uchun xavfsiz ish oynasi kislotaning massa harorati emas, balki eng yuqori sirt harorati bilan belgilanadi.

Kvadrat santimetr uchun 15 vatt quvvatda 1,6 millimetrli devor uchun kritik chegaralar
Isitgich qoplamalariga xos bo'lgan sirt jilosi (0,5 dan 0,8 mikron Ra) bo'lgan 316 ta namunada korroziyaga qarshi eksperimental sinov faol korroziya boshlanishi uchun quyidagi muhim chegaralarni beradi. Passiv plyonkaning parchalanishi uchun sulfat kislotaning kritik konsentratsiyasi 60 daraja sirt haroratida 55% ni tashkil qiladi. Kritik konsentratsiya 70 daraja sirt haroratida 48% gacha kamayadi. 80 gradusda chegara 42% gacha kamayadi. 90 gradusda u 38% ni tashkil qiladi. 100 daraja haroratda u 32% gacha kamayadi. 15 Vt / sm 2 da 1,6 mm devor niqobi ostida, tabiiy ravishda aylanadigan kislotada quyma kislotadan qobiq yuzasiga harorat ko'tarilishi taxminan 25-30 darajani tashkil qiladi. Ommaviy kislota 50 daraja, qobiq yuzasi 75-80 daraja. Shuning uchun kritik konsentratsiya taxminan 40% ni tashkil qiladi. Agar bu haroratda quyma kislota konsentratsiyasi 40% dan yuqori bo'lsa, faol korroziya bir necha kun ichida boshlanadi. Faol korroziya boshlanganidan so'ng korroziya darajasi odatda 5-15 mm / yilni tashkil qiladi, shuning uchun 1,6 mm qoplama 1-4 oy ichida teshiladi. Kritik konsentratsiyadan pastda, bir xil sirt haroratida korroziya darajasi 0,2 mm / yil dan past bo'lib, 5-8 yil xizmat qilish imkonini beradi. Bu asta-sekin emas, to'satdan o'zgarish. Konsentratsiyadagi 2-3% yoki 5 daraja harorat o'zgarishi ish yillari va bir necha hafta ichida halokatli nosozlik o'rtasidagi farqni ko'rsatishi mumkin.

1,6 mm 316 Sulfat kislotadagi qobiq - Xavfsiz ishlaydigan konvert
Quyidagi jadvalda 15 Vt/sm vatt zichlikdagi 1,6 mm 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq uchun xavfsiz ishlash konverti tasvirlangan2 . Qiymatlar kislotaning massa kontsentratsiyasi va haroratning kombinatsiyasini ifodalaydi, ular uchun g'ilof yuzasi harorati passiv{4}}-faolga o'tish haroratidan past bo'ladi.

1,6 mm qoplama uchun 15 Vt/sm2 hajmdagi maksimal xavfsiz massa harorati Sulfat kislotaning massaviy kontsentratsiyasi Qobiq sirt harorati maksimal xavfsiz hajmda Taxminiy korroziya darajasi 1,6 mm da taxminiy ishlash muddati 0 – 10% 95 daraja 120 – 125 daraja 0,08 – 120 yil. 20% 90 gradus 115 – 120 daraja 0,10 – 0,20 mm/yil 6 – 10 yil 20 – 30% 80 daraja 105 – 110 daraja 0,15 – 0,30 mm/yil 4 – 8 yil 30 – 35% 65 daraja – 900, mm/yil 90 – 30.2. 5 yil50 daraja 75 – 80 daraja 0,30 – 0,60 mm/yil 2 – 4 yil 40 – 45%Har qanday haroratda xavfsiz emas 65 darajadan ortiq Faol korroziya > 5 mm/yil Haftadan oygacha
45 – 60% Har qanday haroratda xavfsiz emas Har qanday faol korroziya > 10 mm/yilKunlardan haftagacha
60 – 70% 50 daraja 75 – 80 daraja 0,50 – 1,00 mm/yil 1 – 2 yil (o‘tish davri) 80 daraja 105 – 110 daraja 0,20 – 0,40 mm/yil 3 – 5 yil (qayta{16}}passivlashtirilgan)
80 – 93% 100 daraja 125 – 130 daraja 0,10 – 0,20 mm/yil 6 – 10 yil
93% dan ortiq 120 daraja 145 – 150 daraja 0,05 – 0,10 mm/yil 10 – 15 yil
40 dan 60% gacha bo'lgan quyma kislota konsentratsiyasi uchun massa harorati va vatt zichligining hech qanday kombinatsiyasi uzluksiz xizmat ko'rsatish uchun xavfsiz 1,6 mm 316 g'ilofni bermaydi. Passiv plyonka 30 darajadan yuqori bo'lgan har qanday haroratda beqaror va issiqlik oqimidan kelib chiqqan qobiq yuzasida yuqori harorat faol korroziyani ta'minlaydi. Ushbu kontsentratsiya oralig'ida muhandislar qotishma 20 (Carpenter 20) yoki qotishma 825 kabi korroziyaga chidamliroq qotishmani belgilashlari yoki{10}}grafit yoki kremniy karbidli suvga cho'mdiruvchi isitgich kabi metall bo'lmagan isitish texnologiyasidan foydalanishlari kerak. Masalan, 38% sulfat kislota 55 daraja massa haroratida, xavfsiz konvertning chetida, engil jarayonning buzilishi g'ilofni faol hududga surib qo'yishi mumkin. Muhandislar jadvalda ko'rsatilganidek, maksimal xavfsiz haroratdan kamida 5 daraja past xavfsizlik chegarasini qo'llashlari kerak.

Xavfsiz operatsion konvertni kengaytirish uchun dizayn o'zgarishlari
Jarayon sharoitlari 1,6 mm 316 g'ilof uchun kritik chegaralarga yaqinlashganda, uchta dizayn sozlamalari qoplama materialini o'zgartirmasdan xavfsiz ishlash muhitini kengaytirishi mumkin. Birinchisi, vatt zichligini minimallashtirishdir. Agar biz 15 Vt/sm² o'rniga 8 Vt/sm² da ishlasak, g'ilof sirtining harorati taxminan 15-20 darajaga tushadi. Isitgich 60 gradusda (sirt harorati 85-90 daraja) 15 Vt/sm 2 38% sulfat kislotada xavfli va 8 Vt/sm 2 (sirt harorati 70-75 daraja) da xavfsizdir. Savdo - kattaroq isitgich uzunligi yoki diametri. Ikkinchi o'zgartirish - bu g'ilof yuzasi bo'ylab kislota oqimini oshirish. Nasos yoki qo'zg'atuvchi tomonidan majburiy aylanish issiqlik uzatish koeffitsientini tabiiy konveksiyada 200 - 500 Vt / m 2 K dan turbulent oqimda 1000 - 2000 Vt / m 2 K gacha ko'tarib, sirt harorati ko'tarilishini 40 - 60% ga kamaytiradi. Shunday qilib, turg'un kislotani 30 ° C ga ko'taradigan isitgich quduqda aylanib yurgan kislotani atigi 12 ° C ga ko'tarishi va g'ilof yuzasini kritik darajadan past darajada ushlab turishi mumkin. Uchinchi o'zgarish - kislotaga oksidlovchi moddaning qo'shilishi. Eritmaning oksidlanish potentsialini nitrat kislota yoki vodorod peroksidning kichik kontsentratsiyasi (0,1-0,5%) bilan ushlab turish orqali passiv holatdan faol holatga o'tish yuqori harorat va konsentratsiyalarga o'tkazilishi mumkin. Ammo jarayon cheklovlari tufayli bu har doim ham amalga oshirilmaydi. Isitgichning kutilmagan nosozligi ishlab chiqarishning katta yo'qotishlariga olib kelishi mumkin bo'lgan muhim qurilmalarda muhandislar korroziyani nazorat qilish probini o'rnatishlari kerak - isitgich g'ilofiga elektron tarzda biriktirilgan kichik 316 kupon. Prob va mos yozuvlar elektrod o'rtasidagi galvanik oqimning keskin oshishi passiv plyonkaning erta parchalanishini ko'rsatadi va operatorga g'ilofni shikastlamaslik uchun quvvatni kamaytirish yoki kislota tarkibini o'zgartirish imkonini beradi. Oltingugurt kislotasiga xizmat ko'rsatish uchun isitgichlarni belgilashda har doim etkazib beruvchiga quyma kontsentratsiyani va kutilayotgan quyma harorat oralig'ini eslatib o'ting va tavsiya etilgan vatt zichligi va devor qalinligi uchun qobiq sirtining hisoblangan haroratini so'rang. Agar ishlab chiqaruvchi bu hisob-kitobni amalga oshira olmasa, ularga ilova bilan ishonmang. Xavfsiz ishlash va sulfat kislotadagi halokatli nosozlik o'rtasidagi farq ba'zan 10 darajadan past bo'lgan qobiq sirt harorati va aniq termal tahlil ishonchli isitgich spetsifikatsiyasi uchun muhimdir.