Која максимална дозвољена контаминација заосталог тока лемљења (засновано на хлоридима{0}}) на површини омотача грејача 316 иницира удубљење у влажном амбијенту за складиштење пре инсталације

Скривени ризик од корозије пре-услуга услед неадекватног чишћења после{1}}производње

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 µг Цл- /цм2. У претходном складиштењу 316 омотача, веза између густине флукса заосталог хлорида, влажности и времена потребног за почетак удубљења је квантификована у овом чланку.

Механизам атмосферске јаме изазване деликуесцентом

Токови за лемљење на бази хлорида су хигроскопни. Ако релативна влажност прелази тачку разградње дате соли (око 10% РХ за ЗнЦл 2 и око 77-80% РХ за НХ 4 Цл), флукс апсорбује влагу из атмосфере и на површини метала се формира танак филм концентрованог хлоридног електролита. У контакту са металним{14}}флуксом, концентрација хлорида може да достигне чак 30-50 теж% (300.000-500.000 ппм Цл⁻), знатно изнад прага питтинга за 316 чак и на температури околине. Слој електролита је танак и богат кисеоником стварајући оптималне услове за појаву рупа. Када се јама покрене, ћелија корозије је самоодржива и јама може да продре у зид од 1,5 мм за 6-12 месеци чак и ако грејач никада није био под напоном.

Одређивање односа између флукса заосталог хлорида и времена питинга

Тестирање коморе са контролисаном влажношћу (25 степени, 65% релативне влажности) 316 купона од нерђајућег челика са контролисаним таложењем флукса хлорида (као НаЦл еквивалент, симулирајући мешане хлоридне соли) дало је следећа времена иницијације и ширења удубљења.

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 месеци<0.1 Undetectable >365 (без удубљења)<5 >10 година Да 0,1-0,5 Траг (невидљив) 180-365 5-15 5-10 година Да
0,5-1,0 Веома лаган (видети под УВ) 90-180 15-40 2-5 година Прихватљиво
1,0-2,0 Светло (видљиви сјај) 60-90 40-80 1-2 година Маргинално
2,0-5,0 Умерено (промена боје) 30-60 80-150 6-12 месеци Не препоручује се
5,0-10,0 Тежак (бели депозит) 15-30 150-250 3-6 месеци Није прикладно
10-20 кора (веома тешка) 7-15 250-400 2-3 месеци Неприхватљиво20 Дебела кора<7 >400 <2 months Not suitable
Утицај релативне влажности на брзину хлоридних талога

Време до појаве рупица се брзо смањује са повећаном релативном влажношћу. Утицај РХ на константних 25 степени за густину заосталог хлорида од 2 µг Цл-/цм2 приказан је у следећој табели.

Дебљина слоја електролита (приближно μм) Време до иницијације удубљења (дани) Релативна влажност (%) Време до перфорације (мес.) Препоруке за складиштење<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 година Безбедно 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 година Безбедно 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 годинаМонитор 60-70 1-2 60-90 1-2 година Предложено средство за сушење 70-80 2-5 30-60 6-12 месеци Десикант је неопходан
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Производња грејача Извори контаминације лемним флуксом

Уобичајене производне активности које остављају талог на бази хлорида на 316 омотача:

Лемљење терминала: Када се електрични прикључни терминали залемљују на омотач грејача (или на проводне жице), обично се користе токови на бази хлорида (нпр. Ханди Флук Типе 2, који се састоји од ЗнЦл 2 и НХ 4 Цл). Неправилно очишћени након лемљења, остаци флукса остају на суседним површинама омотача.

Суседно лемљење: Грејачи у састављеној опреми могу имати суседне бакарне цеви или електричне прикључке залемљене флуксом-лемом за језгро. Прскање флукса или пара се могу накупити на омотачу грејача.

Рјешавање контаминације: Оператери који рукују компонентама обложеним флуксом-а затим контактирају омоте од нерђајућег челика преносе невидљиве остатке хлорида.

Максималне дозвољене границе остатка флукса су дате у табели испод за различите услове складиштења.

Услови складиштења Максимално трајање складиштења Максимални прихватљиви остатак хлорида (µг Цл- /цм2) Потребан пост-Метода чишћења лемљењем
Климатски контролисано складиштење (РХ<50%) >12 месеци 5.0 Визуелни преглед и брисање растварачем
Амбијентално складиште (РХ 50-70%) 2.0 Испирање у дејонизованој води + сушење 6-12 месеци
Амбијентално складиште са високом сезонском влажношћу 3-6 месеци 1.0 Ултразвучно чишћење + ДИ испирање
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) Било који<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 месеци 10.0 Стандардно чишћење ОК
Пост-Верификација чистоће површине лемљења

За омоте 316 са лемљеним терминалима или за било који поступак лемљења, купцу се саветују следеће методе провере чистоће:

Метода Бресле фластера (ИСО 8502-6) Фластер се ставља на површину омотача, убризгава се дејонизована вода и процењује се проводљивост да би се проценила екстракција хлорида. Прихватање:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Фероксил тест: На површину се избацује раствор калијум ферицијанида и натријум хлорида. Плава боја подразумева слободно гвожђе или реактивне хлориде. Прихватање. Нема плаве боје.

Тест ломљења воде Након прања вода треба да се равномерно слије по површини и да се не скупља. Перле је доказ органских остатака или остатака флукса.

Поље пре{0}}Флукс-индуковано питингом

За грејач 316 који се налази у складишту пре него што буде стављен у употребу, удубљења ће бити близу лемљених терминала или негде на које је флукс могао прскати. Остатак омотача је беспрекоран, али јаме имају тенденцију да се скупљају око заражене локације. Под микроскопом, центар јаме може приказати остатке белих или смеђих кристалних флуксних соли. ЕДС остатака у јами ће показати присуство хлора (Цл) и цинка (Зн) или других компоненти флукса. Такве грешке треба прегледати у поступку чишћења произвођача. Заменске грејаче треба наручити са спецификацијом за чишћење после-лемљења<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Закључак: Успостављање после{0}}чистоће лемљења за поуздано складиштење

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70%) са густином флукса лема на бази остатка хлорида-већом од 1-2 µг Цл-/цм2 доводе до таложења у року од 30-90 дана складиштења, са продирањем кроз зид омотача за 6-12 месеци складиштења топлоте-пре него што почне да функционише. Инжењери који одређују грејаче са лемљеним прикључцима морају да обезбеде спецификацију чишћења после лемљења са максималним ограничењима остатака хлорида (нпр.<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 месеца,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 месеци). Јединице узорка треба да се верификују испитивањем Бресле фластера или фероксила. Додатна заштита је дата за критичне или дугорочне примене складиштења са потпуно пасивираним омотачем (пасивација азотном киселином према АСТМ А967) и складиштење у запечаћеним кесама са средством за сушење. Овај приступ који је овде дат повезује густину флукса заосталог хлорида са мерљивим периодима почетка питинга у условима влажне околине, омогућавајући купцима да избегну пре{5}}кварове корозије пре сервисирања услед недовољног чишћења након{6}}производње.