ब्लीच उत्पादन सेवा के लिए 40 डिग्री सेल्सियस पर 5% सोडियम हाइपोक्लोराइट घोल में संचालित इलेक्ट्रिक इमर्शन हीटर के लिए न्यूनतम अनुशंसित 316 स्टेनलेस स्टील शीथ दीवार की मोटाई क्या है?

सोडियम हाइपोक्लोराइट उत्पादन, ब्लीच निर्माण और जल उपचार कीटाणुशोधन प्रणालियों के लिए विद्युत विसर्जन हीटर बनाने वाले रासायनिक प्रक्रिया इंजीनियरों को म्यान सामग्री के रूप में 316 स्टेनलेस स्टील का उपयोग करते समय पर्याप्त बाधाओं का अनुभव होता है। सोडियम हाइपोक्लोराइट एक शक्तिशाली ऑक्सीडाइज़र है और एक उच्च पीएच समाधान है जो कई धातुओं को आक्रामक रूप से नष्ट कर देता है। मोलिब्डेनम की उपस्थिति के कारण स्टेनलेस स्टील 304 से अधिक प्रतिरोधी है, लेकिन यह अभी भी हाइपोक्लोराइट सेवा में गड्ढे, दरार जंग और तनाव जंग क्रैकिंग के लिए अतिसंवेदनशील है, खासकर अत्यधिक तापमान और सांद्रता पर। म्यान की दीवार की मोटाई संक्षारण भत्ता को नियंत्रित करती है और, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि दीवार में स्थानीयकृत गड्ढे भरने के लिए आवश्यक समय होता है। यह लेख प्रकाशित संक्षारण डेटा और ब्लीच उत्पादन व्यवसाय के क्षेत्र अनुभव के आधार पर पतला सोडियम हाइपोक्लोराइट सेवा में 316 शीथ के लिए न्यूनतम अनुशंसित दीवार मोटाई प्रस्तुत करता है।

सोडियम हाइपोक्लोराइट समाधान में 316 स्टेनलेस स्टील का संक्षारण तंत्र
सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaOCl) एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है जो 316 स्टेनलेस स्टील पर निष्क्रिय फिल्म को इष्टतम स्थितियों में संरक्षित करता है। लेकिन कई स्थितियाँ स्थानीय हमले के पक्ष में हैं। हाइपोक्लोराइट आयन एक क्लोराइड युक्त ऑक्सीकरण एजेंट है, और इसलिए एक साथ आक्रामक क्लोराइड आयन और निष्क्रिय फिल्म को तोड़ने के लिए आवश्यक ऑक्सीडेटिव क्षमता प्रदान करता है। 316 की पिटिंग प्रति वर्ष 0.5 - 2.0 मिमी की दर से > 1% सुलभ क्लोरीन और > 35 डिग्री की सांद्रता पर हो सकती है। गड्ढे बहुत स्थानीयकृत होते हैं और गड्ढे महीनों में 1 मिमी की गहराई तक पहुंच जाते हैं और गड्ढे के आसपास के क्षेत्रों पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। विसर्जन हीटर के म्यान में एक गहरा गड्ढा दीवार को तोड़ने के लिए पर्याप्त है, जिससे प्रक्रिया में तरल पदार्थ का प्रवेश, विद्युत विफलता और धातु आयनों के साथ हाइपोक्लोराइट समाधान का संदूषण होता है जो टूटने को उत्प्रेरित करता है। आमतौर पर सामान्य संक्षारण दर कम होती है<0.05 mm/year, such that wall thickness is destroyed mostly by pitting not by uniform thinning. This means that raising the wall thickness will only help to a limited extent, because a pit developing in a localised weak area will penetrate a 2.0 mm wall only slightly slower than a 1.0 mm wall. The real metric is not the average thickness, but the lack of surface defects and residual stresses, which are the locations of pit initiation.

पिटिंग प्रवेश समय पर दीवार की मोटाई का प्रभाव
किसी गड्ढे की शुरुआत के बाद गड्ढे में प्रवेश की दर किसी दिए गए हाइपोक्लोराइट सामग्री और तापमान पर लगभग स्थिर रहती है। 40 डिग्री पर 5% NaOCl में विसर्जन प्रयोगों के परिणाम 316 के पॉलिश नमूनों के लिए 200-500 घंटों के बाद गड्ढे की शुरुआत को दर्शाते हैं। गड्ढे, एक बार स्थापित होने पर, 0.03-0.08 मिमी दिन -1 (लगभग 0.9-2.4 मिमी महीने -1) की दर से बढ़ते हैं। इस दर पर, गड्ढे की शुरुआत से 13-33 दिनों में 1.0 मिमी की दीवार की मोटाई में छेद किया जाएगा। 2.0 मिमी की दीवार शुरुआत से 22-67 दिनों तक चलेगी। सेवा जीवन दीक्षा समय और प्रसार समय का योग है। 1.0 मिमी आवरण के लिए संपूर्ण जीवन लगभग 200-500 घंटे +13-33 दिन या लगभग 20-50 दिन है। 2.0 मिमी म्यान का कुल जीवन 200-500 घंटे + 22-67 दिन या ~30-80 दिन है। मोटी दीवार जीवन में केवल 10-30 दिन जोड़ती है जो अतिरिक्त सामग्री लागत और थर्मल दंड के लिए एक मामूली सुधार है। इन अल्प सेवा जीवन के कारण, 316 को 1% सांद्रता और 30 डिग्री से अधिक सोडियम हाइपोक्लोराइट में निरंतर विसर्जन के लिए शायद ही कभी निर्दिष्ट किया जाता है। यदि विस्तारित सेवा जीवन की आवश्यकता है तो कुछ अन्य सामग्रियों जैसे टाइटेनियम या विशिष्ट मिश्र धातुओं का उपयोग करना होगा।

हाइपोक्लोराइट सेवा के लिए न्यूनतम दीवार मोटाई की सिफ़ारिशें
निम्नलिखित तालिका सोडियम हाइपोक्लोराइट सेवा में विद्युत विसर्जन हीटरों के लिए न्यूनतम सुझाई गई शीथ दीवार की मोटाई को दर्शाती है। मूल्य निरंतर संचालन, दरारों और ठहराव की संभावना को कम करने के लिए सिस्टम के अच्छे डिज़ाइन और वर्षों के बजाय हफ्तों या महीनों में मापी गई अपेक्षाकृत सीमित सेवा जीवन की स्वीकृति पर आधारित हैं।

उपलब्ध क्लोरीन सांद्रता समाधान तापमान अपेक्षित पिटिंग दर (आरंभ के बाद) न्यूनतम अनुशंसित दीवार की मोटाई 316 न्यूनतम मोटाई - कुल अपेक्षित सेवा जीवन वैकल्पिक अनुशंसा
1 - 2% 20 - 30 डिग्री 0.5 - 1.0 मिमी/माह 1.6 मिमी 2 - 4 महीने मार्जिनल टाइटेनियम बेहतर
1 - 2% 30 - 40 ओ सी 0.8 - 1.5 मिमी/माह 2.0 मिमी 1.5 - 3 महीने टाइटेनियम एक अच्छा विकल्प है
2 - 5% 20 - 30 डिग्री 0.8 - 1.5 मिमी/माह 2.0 मिमी 1.5 - 2.5 महीने भरोसेमंद सेवा के लिए आवश्यक टाइटेनियम
2 - 5% 30 - 40 डिग्री 1.2 - 2.0 मिमी/माह 2.5 मिमी 1 - 2 महीने टाइटेनियम की आवश्यकता 5 - 10% 20 - 30 डिग्री 1.5 - 2.5 मिमी/माह अनुशंसित नहीं <1 महीना टाइटेनियम या मिश्र धातु सी-276 का उपयोग करें
40 डिग्री से ऊपर कोई भी सांद्रण 2.0 - 4.0 मिमी/माहसप्ताह अनुशंसित नहींटाइटेनियम या गैर -धात्विक हीटिंग
आवधिक या बैच सेवा, सूखने के कारण कोई भी तापमान कम 1.2 - 1.6 मिमी परिवर्तनीय, गैर-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य
316 स्टेनलेस स्टील दीवार की मोटाई की परवाह किए बिना 2% सांद्रता या 30C से ऊपर किसी भी सोडियम हाइपोक्लोराइट सेवा के लिए एक खराब विकल्प है। इसकी अल्प सेवा अवधि और तेजी से पिटिंग विफलता की संभावना इसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए अनुपयुक्त बनाती है। टाइटेनियम (ग्रेड 2 या ग्रेड 7) संक्षारण दर के साथ सोडियम हाइपोक्लोराइट के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है<0.01 mm/year at high concentrations and temperatures. The higher initial cost of titanium – generally 3-5 times that of 316 – is rapidly repaid through prolonged service life and less maintenance.

हाइपोक्लोराइट सेवा में बेहतर 316 शीथ जीवन के लिए डिज़ाइन संशोधन
यदि लागत या सामग्री की उपलब्धता के कारण पतला हाइपोक्लोराइट सेवा के लिए 316 की आवश्यकता होती है, तो चार डिज़ाइन समायोजन सेवा जीवन को तालिका में दिए गए नंबरों से अधिक बढ़ा सकते हैं। कास्टिक जोड़ के साथ स्वचालित पीएच नियंत्रण के साथ गड्ढे की दरें 50{10}}70% कम हो जाती हैं। दूसरा समायोजन म्यान की सतह को यथासंभव चिकना बनाना है। इलेक्ट्रोपॉलिश्ड 316 <0.2 माइक्रोन सतह फिनिश रा, अस-स्वेज्ड सामग्री की तुलना में कम है, जिसके परिणामस्वरूप शुरुआत के समय में 2-4 के अनुपात में वृद्धि होती है। अंतिम परिवर्तन न्यूनतम संभव वाट घनत्व पर चलना है। वाट घनत्व को 10 W/cm2 से घटाकर 5 W/cm2 करने से शीथ सतह का तापमान 10-15 oC तक कम हो जाता है और 30-50 oC के तापमान संवेदनशील शासन में पिटिंग दर ~30-40% कम हो जाती है। चौथा परिवर्तन तलछट को खत्म करने के लिए म्यान की सतह की आवधिक सफाई है जो दरार के लिए स्थान उत्पन्न करता है। साप्ताहिक पानी से धोने या पतला एसिड से धोने से सेवा जीवन काफी बढ़ सकता है। अधिकांश औद्योगिक ब्लीच उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए ये परिवर्तन 316 को एक विश्वसनीय सामग्री बनाने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। किसी भी हीटर को रुक-रुक कर उपयोग से अधिक समय तक सोडियम हाइपोक्लोराइट में डुबोने के लिए, इंजीनियरों द्वारा टाइटेनियम शीथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। एकल 316 हीटर की विफलता की लागत, जिसमें खोया हुआ आउटपुट, समाधान संदूषण और मरम्मत के लिए श्रम शामिल है, आमतौर पर टाइटेनियम की अतिरिक्त लागत से अधिक है। हाइपोक्लोराइट सेवा निर्दिष्ट करते समय हमेशा वास्तविक सांद्रता, तापमान और संचालन के अनुमानित दैनिक घंटे शामिल करें। इस सामग्री की सीमाओं का उल्लेख किए बिना 2% सांद्रता से अधिक निरंतर हाइपोक्लोराइट सेवा के लिए 316 का सुझाव देने वाला आपूर्तिकर्ता सक्षम इंजीनियरिंग सलाह नहीं दे रहा है। ऐसे मामलों में जहां टाइटेनियम बहुत महंगा है, अन्य हीटिंग विधियों पर विचार किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, टाइटेनियम हीट एक्सचेंजर या स्टीम इंजेक्शन के माध्यम से बाहरी टैंक हीटिंग, जिसमें प्रतिकूल हाइपोक्लोराइट समाधान के साथ धातु का सीधा संपर्क शामिल नहीं है।