На ком специфичном прагу концентрације сумпорне киселине за плашт од нерђајућег челика 316 од 1,2 милиметра захтева накнадно-жарење вара да би се спречила интергрануларна корозија у електричним урањајућим грејачима?

Инжењери за одржавање постројења који брину о електричним потопним грејачима у комуналним и индустријским постројењима за пречишћавање отпадних вода суочавају се са тешким окружењем корозије због променљивих нивоа хлорида, повишених температура услед биолошких процеса и испрекиданог рада. За разлику од чисте хемијске услуге где су концентрације контролисане, концентрације хлорида у отпадној води варирају у зависности од индустријског испуштања, отицања соли са путева и испаравања у базенима за третман. Ово је често случај са плаштом од нерђајућег челика од 1,2 мм 316 који има добар баланс цене и опште отпорности на корозију за ове примене. Али ако су концентрација хлорида и температура површине омотача изван одређених граница, продирање удубљења може се развити за шест месеци, што захтева честу и скупу замену. Оптимална комбинација садржаја хлорида и површинске температуре плашта која ограничава 1,2 мм 316 плашт на шестомесечни радни век у систему грејања отпадних вода идентификована је у овом раду.

Кинетика продирања удубљења у 316 изложеној отпадној води која садржи хлорид-
Са електрохемијске тачке гледишта, питтинг понашање 316 у отпадној води је слично чистијим растворима хлорида, али је појачано присуством биолошке активности, суспендованих честица и променљивог пХ. Хлорид је нормално присутан у отпадној води у количинама од 100 ппм до 2.000 ппм, са скоковима који прелазе 5.000 ппм током индустријских испуштања. 316 у 500 ппм хлорида је око 60°Ц. Критична температура питтинга од 1000 ппм хлорида снижава се на 50 степени. Са 2.000 ппм хлорида, спушта се на 40 степени. Примењена густина у ватима (обично 5-10 В/цм² за канализацију) ће довести до тога да температура површине омотача буде 15-30°Ц изнад температуре отпадне воде за урањајући грејач. У базену за третман који се одржава на 35°Ц са грејачем од 8 В/цм², температура површине омотача је 50-60°Ц. Ако је концентрација хлорида у води у то време 1.000 ппм, критична температура рупице од 50°Ц је прекорачена и настаје у року од неколико дана. Јаме се размножавају брзином од 0,5–2,0 мм месечно када се једном започну у топлој отпадној води, пробијајући зид од 1,2 мм за 3–12 недеља. Дакле, шестомесечни критеријум замене се постиже ако се у првом месецу деси иницијација удубљења, а размножавање се заврши у наредних пет месеци.

Шест-Комбинације температуре критичног века трајања хлорида-
Резултати испитивања потапања 316 узорака у симулираној отпадној води нормалне биолошке активности (пХ 6,5-7,5, умерене суспендоване честице) указују на следеће комбинације концентрације хлорида и површинске температуре омотача које дају максимални радни век од шест месеци за зид од 1,2 мм: Вредности су за континуирани рад са нормалном снагом В/цм26 ден.

Концентрација хлорида у маси (ппм) Критична температура површине омотача за иницирање јаме у року од 30 дана Брзина ширења јаме (мм/месечно) на овој температури Време до пенетрације од 1,2 мм након иницирања Укупан радни век (почетак + пропагација) 300 – 500 ппм Изнад 70 степени 0,4 – 4 месеца 0,4 – 4 месеца 0,2 – 4 месеца 0,7 – 5 мм 800 ппм Изнад 60 степени 0,6 – 1,0 мм/месечно 1,5 – 2 месеца 2 – 3 месеца 800 – 1.200 ппм Изнад 55 степени 0,8 – 1,2 мм/месечно 1 – 1,5 месеци 1,5 – 2,5 месеци – 1,50 ппм изнад 1,200 степени 1,5 мм/месечно 0,8 – 1,2 месеца 1 – 2 месеца 1.500 – 2.000 ппм Изнад 45 степени 1.2 – 1.8 мм/месечно 0.7 – 1 месец 1 – 1.5 месеца 2.000 – 3.000 ппм 50°Ц.6 месеци – 0.00 месеци 1-1,5 месеци
>3,000 ppm>35°C >2,0 мм/месечно Испод 0,6 месецаМање од 1 месеца
За животни век од шест месеци, производ садржаја хлорида и температуре површине омотача мора да омогући најмање три месеца за почетак јаме и три месеца за размножавање. Ово се дешава само када је температура површине омотача најмање 5-10°Ц испод критичне температуре удубљења за укључену концентрацију хлорида. Температура површине омотача треба да буде испод 55°Ц за 500 ппм хлорида. За 1000 ппм хлорида, мора бити нижа од 45°Ц. За 2000 ппм хлорида мора бити мањи од 35 степени.

Сигуран радни век 6-месечни радни век
Максимална дозвољена температура отпадне воде у расутом стању за плашт од 1,2 мм 316 при различитим густинама вати да би се постигао шестомесечни радни век при различитим распонима концентрација хлорида дате су у пратећој табели. Вредности гарантују да је температура површине омотача најмање 5 степени испод критичне температуре удубљења за дати садржај хлорида.

Опсег концентрације хлорида (ппм) Критична температура питтинга минус 5°Ц Сигурносна граница Максимална безбедна температура у расутом стању при 5 В/цм² (пораст од 15°Ц) Максимална безбедна температура у расутом стању при 8 В/цм² (25°Ц пораст) Максимална безбедна температура у расутом стању при порасту од 10 В/цм² (30°Ц
Мање од 300 ппм 75°Ц 60°Ц 50°Ц 45°Ц 300 – 500 ппм 65°Ц 50°Ц 40°Ц 35°Ц 500 – 800 ппм 55°Ц 40°Ц 30°Ц 20 –°Ц 1,82 ппм 30°Ц 20°Ц 15°Ц 1.200 – 1.500 ппм 40°Ц 25°Ц 15°Ц 10°Ц 1.500 – 2.000 ппм 35°Ц 20°Ц 10°Ц Није изводљиво
Изнад 2.000 ппм Испод 30 степени Није доступно Није доступно Није доступно
За базен за пречишћавање отпадних вода на температури запремине од 35°Ц и нормалним нивоима хлорида од 500–800 ппм, омотач од 1,2 мм 316 при 8 В/цм² ће дати температуру површине плашта од око 60°Ц. Ово је више од безбедне границе од 55°Ц и шестомесечни радни век је мало вероватан. Да би добио животни век од 6 месеци, оператер мора да смањи густину у ватима на 5 В/цм² (безбедно ограничење од 55°Ц дозвољава 40°Ц у расутом стању, али је у расутом стању 35°Ц-прихватљиво), снизи температуру у расутом стању или толерише чешћу замену.

Промене дизајна дуже од шест месеци живота
Ако су услови процеса близу шест-месечног радног века, три прилагођавања дизајна могу да продуже радни век без измене материјала омотача или дебљине зида. Први је да прикључите тајмер или регулатор температуре да бисте искључили грејач када је умиваоник довољно врућ. Рад са прекидима значи мање времена на температури и стога дужи календарски век, чак и ако су укупни сати на температури исти. Друга промена је постављање грејача на место са високим протоком. Повећање турбуленције доводи до повећања коефицијента преноса топлоте и до смањења пораста температуре површине плашта са 25°Ц на 10-15°Ц при истој густини вати. Грејач који би достигао површинску температуру од 60°Ц у стагнирајућим условима може да ради на 50°Ц у добро-окруженој отпадној води, падајући испод кључног прага. Последња промена је додавање сонде за праћење корозије и проактивна замена грејача када сонда открије почетак удубљења. Ово спречава изненадни квар, иако генерално не продужава животни век. За постројења за пречишћавање отпадних вода са садржајем хлорида преко 1.000 ппм или са температуром већом од 40°Ц, инжењери би требало да одреде легуру отпорнију на удубљење, као што је нерђајући челик 317 (3,5% молибдена) или легура 825. Инкрементални трошак је обично 20–50 %, али се радни век продужава са 5–3 година на 31 година. Приликом одабира грејача за канализацију, важно је прикупити податке о концентрацији хлорида из неколико догађаја узорковања током године, јер сезонске промене могу бити значајне. Грејач дизајниран за лето може брзо да поквари зими ако отицање соли са пута повећа ниво хлорида. Ограничење замене од шест месеци није количина већ предвидљива последица концентрације хлорида и температуре површине омотача. Са две мерене карактеристике, инжењери могу прецизно предвидети животни век грејача и дизајнирати планове одржавања, избегавајући неочекиване кварове и прерану замену још увек функционалних грејача.