1.2 मिलीमीटर दीवार मोटाई वाले 316 स्टेनलेस स्टील शीथ की अधिकतम सेवा जीवन क्या है? 110 डिग्री सेल्सियस पर निरंतर 15% फॉस्फोरिक एसिड सेवा में 1.2 मिलीमीटर दीवार मोटाई वाले 316 स्टेनलेस स्टील शीथ की अधिकतम सेवा जीवन क्या है? 110 डिग्री सेल्सियस पर निरंतर 15% फॉस्फोरिक एसिड सेवा में घनत्व क्या है?

फॉस्फेट उर्वरक उत्पादन, धातु उपचार स्नान और फॉस्फोरिक एसिड को संभालने वाले खाद्य प्रसंस्करण उपकरण जैसे रासायनिक प्रक्रिया अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले विद्युत विसर्जन हीटर के लिए म्यान सामग्री चुनने में, संक्षारण प्रतिरोध और थर्मल प्रदर्शन दोनों पर विचार किया जाना चाहिए। फॉस्फोरिक एसिड हाइड्रोक्लोरिक एसिड या सल्फ्यूरिक एसिड जितना आक्रामक नहीं है, हालांकि 80oC से ऊपर बढ़े हुए तापमान और 10% से अधिक उच्च सांद्रता पर 316 स्टेनलेस स्टील पर त्वरित हमला वेल्ड ज़ोन और उच्च अवशिष्ट तनाव वाले स्थानों पर हो सकता है। म्यान की दीवार की मोटाई उसके सेवा जीवन के दौरान हीटर के लिए संक्षारण भत्ता निर्धारित करती है, हालांकि कनेक्शन गैर-रैखिक है क्योंकि संक्षारण दर दीवार के पतले होने और स्थानीय वर्तमान घनत्व में वृद्धि के साथ बढ़ती है। यह पेपर ज्ञात संक्षारण डेटा और रासायनिक सुविधाओं में क्षेत्र के अनुभव के आधार पर 110 डिग्री पर 15% फॉस्फोरिक एसिड में 1.2 मिमी 316 शीथ के लिए एक मात्रात्मक सेवा जीवन पूर्वानुमान प्रस्तुत करता है।

गर्म फॉस्फोरिक एसिड में 316 स्टेनलेस स्टील का संक्षारण व्यवहार
80 डिग्री से ऊपर के तापमान पर 10% और 30% के बीच फॉस्फोरिक एसिड सांद्रता में, 316 स्टेनलेस स्टील में एसिड की शुद्धता, तापमान और प्रवाह वेग के आधार पर सामान्य संक्षारण दर 0.1 से 0.5 मिमी/वर्ष तक होती है। फॉस्फोरिक एसिड एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट नहीं है और इसमें स्थानीय हमले के लिए जिम्मेदार क्लोराइड नहीं होते हैं, इसलिए संक्षारण तंत्र ज्यादातर समान रूप से पतला होने के बजाय होता है। वाणिज्यिक फॉस्फोरिक एसिड में फॉस्फेट रॉक से फ्लोराइड, सल्फेट और क्लोराइड जैसे प्रदूषक होते हैं जो हमले को तेज कर सकते हैं और गड्ढों को जन्म दे सकते हैं। सामान्य औद्योगिक शुद्धता के साथ 110 डिग्री पर 15% फॉस्फोरिक एसिड में 316 की सामान्य संक्षारण दर लगभग 0.25 मिमी/वर्ष है। यह दर म्यान की सतह के तापमान के बल्क एसिड तापमान के 5 डिग्री के भीतर होने पर आधारित है। दरअसल, ऊष्मा प्रवाह के कारण हीटर शीथ का तापमान अधिक हो जाता है। 1.2 मिमी दीवार 316 म्यान के लिए 110 डिग्री एसिड में 6 डब्ल्यू/सेमी² पर, बाहरी सतह का तापमान 125 डिग्री के आसपास है। इस तापमान पर, संक्षारण दर लगभग 0.35 मिमी/वर्ष तक बढ़ जाती है। ताप प्रवाह से तापमान बढ़ जाता है, और थोक एसिड तापमान के सापेक्ष संक्षारण दर में अतिरिक्त 40% जुड़ जाता है।

1.2 मिलीमीटर की दीवार मोटाई के लिए सेवा जीवन का अनुमान
316 शीथ की नाममात्र मोटाई 1.2 मिमी है। हालाँकि, उत्पादन सहनशीलता ±0.1 मिमी है। इसका मतलब है कि न्यूनतम मोटाई 1.1 मिमी हो सकती है। रूढ़िवादी सेवा जीवन का अनुमान न्यूनतम मोटाई पर आधारित है। यह 0.35 मिमी/वर्ष का उपयोग करता है और संक्षारण दर 0.35 मिमी/वर्ष है। लेकिन इससे पहले कि दीवार पूरी तरह से नष्ट हो जाए, विफलता घटित होगी। एमजीओ विस्तार और बाहरी प्रक्रिया दबाव के कारण आंतरिक दबाव का प्रतिरोध करने के लिए न्यूनतम संरचनात्मक मोटाई 0.5 मिमी है। इस प्रकार, उपयोगी संक्षारण भत्ता 1.1 मिमी - 0.5 मिमी=0.6 मिमी है। अनुमानित सेवा जीवन 0.35 मिमी प्रति वर्ष पर 0.6/0.35=1.7 वर्ष है। यह म्यान के लिए अपनी न्यूनतम संरचनात्मक मोटाई प्राप्त करने का क्षण है। वास्तव में, सुरक्षा मार्जिन की अनुमति देने के लिए हीटरों को अक्सर 0.7-0.8 मिमी की शेष दीवार मोटाई पर बदल दिया जाता है। इस प्रतिस्थापन सीमा पर सेवा जीवन लगभग 1.2 वर्ष तक गिर जाता है। 5 साल की सेवा जीवन के लिए प्रारंभिक दीवार की मोटाई 0.35 x 5 वर्ष + 0.5 (संरचनात्मक मार्जिन) + 0.1 (सहिष्णुता)=2.35 मिमी या लगभग 2.5 मिमी होनी चाहिए। इसलिए, इस सेवा में 1.2 मिमी दीवार 316 शीथ केवल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां वार्षिक प्रतिस्थापन स्वीकार्य है।

सुझाई गई फॉस्फोरिक एसिड सेवा दीवार की मोटाई
निम्नलिखित तालिका एकाग्रता, तापमान और वांछित सेवा जीवन के आधार पर फॉस्फोरिक एसिड सेवा में विद्युत विसर्जन हीटरों के लिए स्वीकार्य म्यान दीवार की मोटाई को सूचीबद्ध करती है। मान सामान्य अशुद्धियों और 4 से 6 W/cm2 के वाट घनत्व वाले औद्योगिक ग्रेड एसिड के लिए हैं।

फॉस्फोरिक एसिड सांद्रण|थोक एसिड तापमान|लक्ष्य सेवा जीवन|अनुशंसित न्यूनतम 316 दीवार की मोटाई|अनुशंसित मोटाई पर सेवा जीवन, सतह पर अनुमानित संक्षारण दर
10 - 15 % 80 - 100 डिग्री 2 वर्ष 1.2 मिमी 0.20 - 0.30 मिमी/वर्ष 1.5 - 2.5 वर्ष
10 - 15% 80 - 100 डिग्री 5 वर्ष 2.0 मिमी 0.20 - 0.30 मिमी/वर्ष 4-6 वर्ष
10-15% 100-120 डिग्री 2 वर्ष 1.6 मिमी 0.30-0.45 मिमी/वर्ष 2-3 वर्ष
10 - 15% 100 - 120 डिग्री 5 वर्ष 2.5 मिमी 0.30 - 0.45 मिमी/वर्ष 5 - 7 वर्ष
15 - 25% 80 - 100 डिग्री 2 वर्ष 1.6 मिमी 0.25 - 0.40 मिमी/वर्ष 2 - 3 वर्ष
15 - 25% 80 - 100 डिग्री 4 वर्ष 2.5 मिमी 0.25 - 0.40 मिमी/वर्ष 4 - 6 वर्ष
15 - 25% 100 - 120 डिग्री 1 वर्ष 1.6 मिमी 0.40 - 0.60 मिमी/वर्ष 1 - 2 वर्ष
15 - 25% 100 - 120 डिग्री 3 वर्ष 2.5 मिमी 0.40 - 0.60 मिमी/वर्ष 3 - 4 वर्ष
>25% कोई भी तापमान कोई भी अनुशंसित नहीं > 0.60 मिमी/वर्ष अप्रत्याशित; उच्च मिश्र धातु का प्रयोग करें
316 स्टेनलेस स्टील आमतौर पर दीवार की मोटाई की परवाह किए बिना, 100 डिग्री से ऊपर के तापमान पर 25% से अधिक फॉस्फोरिक एसिड सांद्रता के लिए उपयुक्त नहीं है। इस परिदृश्य में, इंजीनियर मिश्र धातु 20 (बढ़ई 20) या मिश्र धातु 625 जैसे उच्च मोली मिश्र धातु को अपग्रेड करने पर विचार कर सकते हैं, जिनकी संक्षारण दर गर्म फॉस्फोरिक एसिड में 316 से कम परिमाण के दो ऑर्डर हैं।

दीवार की मोटाई बढ़ाए बिना सेवा जीवन बढ़ाने के लिए डिज़ाइन में बदलाव
जब स्थान या थर्मल प्रतिक्रिया विचार गर्म फॉस्फोरिक एसिड ड्यूटी के लिए 1.2 मिमी 316 शीथ के उपयोग को निर्देशित करते हैं, तो अनुमानित 1.7 वर्षों से अधिक सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए तीन डिज़ाइन समायोजन उपलब्ध होते हैं। सबसे पहले वाट घनत्व में कमी है। जब परिचालन स्तर 6 डब्लू/सेमी² से घटाकर 3 डब्लू/सेमी² कर दिया जाता है, तो म्यान की सतह का तापमान 125 डिग्री से लगभग 116 डिग्री तक कम हो जाता है और संक्षारण दर 0.35 से लगभग 0.22 मिमी प्रति वर्ष हो जाती है। इससे सेवा जीवन 1.7 वर्ष से 2.7 वर्ष तक बढ़ जाता है। दूसरा परिवर्तन स्थापना से पहले 60 मिनट के लिए 50 डिग्री पर 20% नाइट्रिक एसिड के साथ म्यान की सतह को निष्क्रिय करना है। निष्क्रियता अंतर्निहित लोहे के कणों को समाप्त करती है और क्रोमियम ऑक्साइड परत की मोटाई बढ़ाती है, जिससे सेवा के पहले कुछ महीनों में प्रारंभिक संक्षारण दर 20-30% कम हो जाती है। तीसरा बदलाव एसिड की शुद्धता का प्रबंधन करना है। यदि फ्लोराइड को 50 पीपीएम से कम और क्लोराइड को 100 पीपीएम से कम रखा जा सकता है, तो संक्षारण को प्रति वर्ष 0.15-0.20 मिमी तक सीमित किया जा सकता है और सेवा जीवन 3-4 साल होगा। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में जहां अप्रत्याशित हीटर विफलता के परिणामस्वरूप उत्पादन में काफी नुकसान होगा, इंजीनियरों को एक अतिरिक्त हीटर शामिल करना चाहिए या जुड़वां हीटर के साथ टैंक का निर्माण करना चाहिए ताकि एक को बदला जा सके और दूसरा तापमान बनाए रखे। निरंतर रासायनिक विनिर्माण के अप्रत्याशित ठहराव की लागत की तुलना में एक अतिरिक्त हीटर की लागत नगण्य है। फॉस्फोरिक एसिड सेवा के लिए हीटर का चयन करते समय प्रक्रिया स्ट्रीम में वास्तविक एसिड के साथ संक्षारण कूपन परीक्षण निर्दिष्ट करें। वास्तविक दुनिया में एसिड की शुद्धता पौधे से पौधे और यहां तक ​​कि उत्पादन बैच से उत्पादन बैच तक व्यापक रूप से भिन्न होती है, इसलिए प्रकाशित डेटा अनुमान प्रदान करते हैं। अपेक्षित शीथ तापमान पर प्रक्रिया एसिड के संपर्क में आने वाले 1.2 मिमी 316 नमूने का तीन महीने का कूपन परीक्षण सेवा जीवन का सबसे अच्छा संकेतक है। आमतौर पर, इस परीक्षण की लागत एक विफल हीटर की लागत से कम होती है।