При којој специфичној комбинацији концентрације натријум хидроксида и површинске температуре плашта захтева замену омотача од нерђајућег челика од 1,2 милиметра 316 сваких шест месеци у сервису грејача за купатило са алуминијумским нагризањем?

Процесни инжењери који раде на електричним урањајућим грејачима у купатилима за нагризање алуминијума за ваздухопловну, аутомобилску и електронску индустрију првенствено користе натријум хидроксид као средство за нагризање. Типични раствори за јеткање су 5-15% НаОХ на 60-80 степени и уклањају алуминијум оксид и растворе метал алуминијума. Обично се плашт од 1,2 мм 316 од нерђајућег челика користи за прилагођавање просторних ограничења резервоара за нагризање и потребе за термичким одговором. Међутим, висока концентрација каустике, висока температура и растварајући производи алуминијума доводе до агресивног окружења. На одређеним нивоима прага, општа корозија напада зид од 1,2 мм за шест месеци и захтева замену на полугодишњој основи. У чланку су наведене тачне концентрације и температуре на којима омотач од 1,2 мм 316 достиже ограничење радног века од шест месеци.

Корозивно понашање 316 у натријум хидроксиду који садржи растворени алуминијум
На температурама испод 60 степени, нерђајући челик 316 може остати пасиван и имати стопу корозије мању од 0,1 мм годишње у растворима натријум хидроксида изнад 5%. Али што је температура виша, пасивни филм је мање стабилан. Јеткање ствара растворени алуминијум који убрзава корозију тако што производи алуминатне јоне који нападају пасивни филм. Брзина корозије без алуминијума је 0,2-0,4 мм/годишње на 70оЦ у 10% НаОХ. Стопа је 0,5–1,0 мм годишње са 10 г/Л раствореног алуминијума. Са алуминијумом на 80 степени, стопе су 1,0–2,0 мм/годишње. За плашт од 1,2 мм минимална дебљина конструкције за задржавање притиска је око 0,5 мм. Продор корозије од 0,7 мм за 6 месеци при 1,4 мм/год. Граница замене од шест месеци се постиже када комбинација концентрације каустике, температуре и садржаја алуминијума даје стопу корозије од 1,2–1,8 мм годишње.

Критични прагови радног века од шест месеци
Тестирање урањањем 316 узорака у растворе натријум хидроксида са раствореним алуминијумом карактеристичним за употребу у кади за јеткање показује да зид од 1,2 мм има максимални радни век од шест месеци за следеће комбинације концентрације каустике и температуре површине плашта.

Концентрација натријум хидроксида (теж. %) раствореног алуминијума (г/Л) Температура купатила у расутом стању Температура омотача на 6 В/цм2 (повећање од 12 степени) Очекивана стопа корозије Време за смањење од 1,2 мм до 0,5 мм Век трајања 5% 5 70 степен 82 степен 0,1 година – 1 година/година – 22 месеца 5% 10 70 степен 82 степен 0,6 – 1,0 мм/годишње 0,7 – 1,2 године 8 – 14 месеци 5% 15 70 степен 82 степен 0,8 – 1,3 мм/годишње 0,5 – 0,9 година 6 – 11/3 месеци} 8% степен {{5 мм – 7 година. 0,8 – 1,4 године 9 – 17 месеци 8% 10 65 степен 77 степен 0,8 – 1,3 мм/годишње 0,5 – 0,9 година 6 – 11 месеци 8% 15 65 степен 77 степен 1,0 – 1,6 мм/годишње 0,4 – 0,7 месеци 0,5 – 0,7 месеци
10% 5 60 степен 72 степен 0.6 - 1.0 мм/годишње 0.7 - 1.2 година 8 - 14 месеци
10% 10 60 степен 72 степен 0,9 – 1,5 мм/годишње 0,5 – 0,8 година 6 – 9 месеци
10% 15 60 степен 72 степен 1,2 – 1,9 мм/годишње 0,4 – 0,6 година 5 – 7 месеци
12% 5 55 степен 67 степен 0,8 – 1,3 мм/год 0,5 – 0,9 год 6 – 11 месеци 12% 10 55 степен 67 степен 1,1 – 1,8 мм/год 0,4 – 0,6 год 5 – 7 месеци
12% 15 55 степен 67 степен 1,4 – 2,2 мм/годишње 0,3 – 0,5 година 4 – 6 месеци
15% 5 50 степен 62 степен 1,0 – 1,6 мм/годишње 0,4 – 0,7 година 5 – 8 месеци
15% 10 50 степен 62 степен 1,3 – 2,0 мм/годишње 0,4 – 0,5 година 4 – 6 месеци
15% 15 50 степен 62 степен 1,6 – 2,5 мм/годишње 0,3 – 0,4 године 3 – 5 месеци
За купку за нагризање алуминијума са 10% НаОХ са 10 г/Л раствореног алуминијума на 60 степени Ц са омотачем од 1,2 мм при 6 В/цм2, површинска температура омотача је око 72 степена Ц. Предвиђа се да ће се корозија наставити брзином од 0,9 до 1,5 мм до 5 мм годишње на зиду до 8 месеци до де, де. Прикладна је -замена за шест месеци.

6-месечни распоред замене безбедног оперативног омота
Замена је неопходна да би се постигао минимални радни век од шест месеци пре него што се зид смањи на 0,5 мм. Максимална безбедна температура натријум хидроксида у расутом стању за омотач од 1,2 мм 316 при различитим густинама у ватима дата је у следећој табели. Вредности су за 10 г/Л раствореног алуминијума, репрезентативног за купатила за јеткање.

Густина у ватима (пораст температуре) максимална темп. у расутом стању. 5% НаОХ максимална темп. у расути. 8% макс. максимална темп. НаОХ. 10% макс. максимална темп. НаОХ. 12% макс. максимална темп. НаОХ. 15% НаОХ
4 В/цм² (подизање од 8 степени) 74 степен 68 степен 62 степен 57 степен 52 степен 6 В/цм² (подизање од 12 степени) 70 степен 64 степен 58 степен 53 степен 48 степен 8 В/цм² (подизање од 16 степени) 66 степен 60 степен 54 степен 49 степен В/цм² (подизање од 12 степени) 61 степен 50 степени 45 степени 40 степени
За алуминијумску купку за нагризање, 10% НаОХ, запреминску температуру 60Ц, 6 В/цм^2 (12Ц пораст, 72Ц површина), безбедна граница запремине је 58Ц. Грејач до 60 степени прелази безбедну границу, а радни век од шест месеци се не може гарантовати. Смањење густине у ватима на 4 В/цм2 (раст од 8 степени, површина од 68 степени) даје безбедну границу запремине од 62 степена, па је 60 степени погодно за шест-месечну замену.

Промене дизајна за продужење века трајања више од 6 месеци
Околности за нагризање алуминијума могу захтевати омотач од 1,2 мм 316, а животни век од шест месеци није довољан. Три подешавања могу продужити радни век. Први је да користите дужи грејач како бисте смањили густину у ватима. Смањењем са 6 В/цм² на 4 В/цм² са режима од 6 месеци до режима од 8-12 месеци, пораст температуре површине опада са 12 степени на 8 степени. Друга измена је регулација концентрације раствореног алуминијума филтрирањем у купатилу или делимичном заменом. Смањење алуминијума са 15 г/Л на 5 г/Л може смањити стопу корозије за 30–50 %. Трећа измена укључује употребу легуре на бази никла као што је легура 600 или легура 825. У 10-15% НаОХ на 70 степени са раствореним алуминијумом ови материјали имају стопе корозије.<0.1 mm/year, increasing the service life to 5–10 years. For long-term use, engineers should specify Alloy 825 for continuous-use aluminium etching baths using 10% NaOH at 65°C. When specifying the heaters for etching bath service, always provide the correct NaOH concentration, bulk temperature, dissolved aluminium level and the intended replacement interval. The six month replacement threshold for a 1.2 mm 316 sheath is a predictable function of these characteristics therefore allowing precise prediction of heater life in aluminium etching procedures.