50 Santigrat Derecede Hangi Spesifik Hidroklorik Asit Konsantrasyonunda 1,2 Milimetre 316 Paslanmaz Çelik Kılıf, 500 Saatlik Sürekli Daldırma Isıtması İçinde Çukurlaşma Penetrasyonuna Sahiptir?

316 paslanmaz çelik genellikle metal temizleme, pH düzeltme ve rejenerasyon sistemlerinde hidroklorik asit görevi için kimyasal proses mühendisleri tarafından belirlenen elektrikli daldırma ısıtıcılar için marjinal bir malzeme olarak kabul edilir. Hidroklorik asit çok agresif bir indirgeyici asittir. Klorür iyonları paslanmaz çeliklerin pasif katmanını hedef alır. Sülfürik veya nitrik asitten farklı olarak 316 için gerçekten iyi bir dirence sahip olduğu bir konsantrasyon aralığı yoktur. Bununla birlikte, çok seyreltik çözeltilerdeki ılımlı sıcaklıklarda, 316 kritik olmayan uygulamalar için kabul edilebilir bir ömür sağlayabilir-. Çukurlaşmanın dış yüzeyden iç duvara yayılması için geçen süre, kılıfın duvar kalınlığına bağlıdır. Bu makale, ortalama endüstriyel watt yoğunluklarında 500 saatlik sürekli çalışma sırasında 1,2 mm 316 kılıfın çukurlaşma nüfuzuna neden olan 50 derecede spesifik hidroklorik asit konsantrasyonunun ölçümünü rapor etmektedir.

"316 Paslanmaz Çeliğin Seyreltik HCl'de Çukur Korozyonu.
Hidroklorik asitte 316'nın korozyonu, tek biçimli incelme değil, çukurlaşma olarak meydana gelir. Pasif filmde bir yüzey kusurunda, birleşimde veya zayıflıkta bir çukur oluşursa, klorür saldırısının otokatalitik doğasından dolayı hızla yayılacaktır. Klorür çözeltilerindeki 316'nın kritik çukurlaşma potansiyeli, sıcaklık ve klorür konsantrasyonunun artmasıyla azalır. Çukur başlangıcı için eşik klorür konsantrasyonu, 50 derecede yaklaşık 50-100 ppm'dir (%0,005-0,01 HCl). Bu eşiğin altında çukurlaşma nadirdir ve tipik korozyon oranları 0,05 mm/yıldan azdır. Bu eşiğin ötesinde çukurlaşma muhtemeldir ve çukur yayılma hızı, klorür içeriğiyle birlikte hızla artar. 1,2 mm'lik bir duvar kılıfı için nüfuz etme süresi, başlatma sonrasındaki çukur yayılma hızı ile kontrol edilir. 50 derecede yayılma oranları %0,1 HC1'de 0,01 mm/saat ile %1 HC1'de 0,10 mm/saat arasında değişir. %0,5 HCl için yayılma hızı ~0,03–0,05 mm/saattir; bu, bir deliğin başlamasından 24–40 saat sonra 1,2 mm'lik bir duvarın delineceğini ima eder. Yüzey kalitesine ve artık yüklere bağlı olarak tüm hizmet ömrü, çukur başlangıcı için 100-500 saatlik indüksiyon süresi dahil olmak üzere 120-540 saattir.

500 Saatlik Yaşam için Kritik Konsantrasyon
Aşağıdaki hizmet ömürleri, 50 derecede bükülmüş 316 kılıf örneklerinin daldırma testinden ve ticari ısıtıcılara özgü bir yüzey cilasından tahmin edilmektedir. %0,05 HCl'de (500 ppm klorür), çukurlaşma başlangıcı yaklaşık 800-1.200 saattir ve yayılma saatte 0,005 mm ile yavaştır. 1.2 mm kılıf genel olarak 1.000-1.500 saat sürecektir. %0,10 HC1'de başlatma süresi, 0,010-0,015 mm/saat yayılma hızıyla 400-600 saate düşürülür ve toplam süre 500-800 saat olur. %0,15 HCl'de 200-300 saat içinde başlar Yayılım Saatte 0,020-0,025 mm Toplam Ömür 300-500 saat. Başlatma %0,20 HCl'de 100-200 saat Yayılma 0,030-0,040 mm/saat Toplam ömür 150-300 saat 500 saatlik bir ömür için temel HCl konsantrasyonu yaklaşık %0,12 ila 0,14'tür. Bu konsantrasyonda veya altında, 1,2 mm 316 kılıfın 500 sürekli çalışma saatine dayanma şansı oldukça yüksektir. Bu konsantrasyonun üzerinde yaşam beklentisi 500 saatin altındadır. Bu değerler, kılıf yüzey sıcaklığını yaklaşık 55-60 dereceye çıkaran 5–8 W/cm²'lik bir watt yoğunluğu içindir. Daha yüksek watt yoğunluklarında, daha yüksek yüzey sıcaklığı kritik konsantrasyonu daha da azaltır.

Hidroklorik Asit Servis Konsantrasyonu ve Duvar Kalınlığı Matrisi
Aşağıdaki tablo, amaçlanan hizmet ömrü için 50 derecede hidroklorik asit için önerilen 316 kılıf duvar kalınlıklarını vermektedir. Değerler, 5 ila 8 W/cm2 watt yoğunluğunu ve normal kalıplanmış yüzey kalitesini varsayar

HCl Konsantrasyonu Klorür Konsantrasyonu (ppm) 50 Derecede Tahmini Çukur Büyüme Hızı 500 Saatlik Ömür için Minimum 316 Duvar Kalınlığı 1.000 Saatlik Ömür için Minimum Duvar Kalınlığı Tavsiye
%0,05'in altında< 500 ppmBelow 0.005 mm/hour 0.8 mm 1.0 mm 316 acceptable for intermittent service 
%0,05 – 0,10 500 – 1.000 ppm 0,005 – 0,015 mm/saat 1,0 mm 1,6 mm 316 marjinal; Kısa ömür bekliyoruz
%0,10 – 0,15 1.000 – 1.500 ppm 0,015 – 0,025 mm/saat 1,2 mm 2,0 mm 316 sürekli servis için önerilmez
%0,15 – 0,20 1.500 – 2.000 ppm 0,025 – 0,040 mm/saat 1,6 mm 2,5 mm Titanyum veya tantal
%0,20 – 0,50 2.000 – 5.000 ppm 0,040 – 0,100 mm/saat Pratik değilYapılamaz Titanyum gerekli
%0,50'nin üzerinde 5.000 ppm'nin üzerinde 0,100 mm/saat'ten fazla Kabul edilemezUyumlu değil-Metal olmayan ısıtma kullanın
Hidroklorik asit konsantrasyonu 50 derecede %0,15'in üzerinde ise, duvar kalınlığı ne olursa olsun 316 paslanmaz çelik kullanımı iyi bir malzeme değildir. Çukurun yayılma hızı ve önceden haber verilmeden ani delinme riski endişe vericidir. Titanyum (Sınıf 2 veya Sınıf 7), yılda < 0,01 mm korozyon oranlarıyla, 50 derece C'de %1'e kadar seyreltilmiş hidroklorik asit konsantrasyonuna karşı iyi bir dirence sahiptir. Daha yüksek konsantrasyonlar veya sıcaklıklar için tantala ihtiyacınız vardır. 316'nın dikkate alındığı hidroklorik asit hizmeti için ısıtıcıları seçerken mühendisler, gerçek proses asidini ve beklenen yüzey sıcaklığındaki kılıf malzemesinin bir örneğini kullanarak bir korozyon kuponu testi belirtmelidir. Yayınlanan veriler tahminler vermektedir ancak çukurlaşma davranışı, gerçek asit saflığı ve sıcaklık kontrolünden büyük ölçüde etkilenir. Hidroklorik asitte tek bir ısıtıcı arızasının maliyeti (proses çözeltisinin metal iyonu kirliliği dahil) genellikle titanyuma yükseltme maliyetinden daha fazladır. İhtiyatlı mühendislik tavsiyesi 50 derece ve %0,1'in üzerinde 316'dan tamamen kaçınmaktır.