Pada Gabungan Spesifik Kepekatan Air Garam dan Suhu Permukaan Sarung Apakah Sarung Keluli Tahan Karat 1.2 Milimeter 316 Memerlukan Penggantian Setiap Tiga Bulan dalam Perkhidmatan Pemanas Penyejukan Marin?

Salah satu keadaan kakisan yang paling mencabar untuk sarung keluli tahan karat 316 ialah gabungan kondensat berisi garam dan operasi kitaran untuk jurutera penyejukan marin yang bertanggungjawab ke atas pemanas nyahbeku dalam bilik penyejuk beku, bekas penyimpanan sejuk dan kemudahan pemprosesan makanan laut. Pemanas nyahbeku penyejukan marin beroperasi dalam persekitaran di mana paras klorida daripada semburan air masin, kebocoran air garam dan penyejatan kondensat boleh setinggi 50,000-150,000 ppm, jauh melebihi piawaian industri biasa. Ketebalan dinding biasa untuk pemanas ini ialah 1.2 mm disebabkan oleh kekangan ruang dan keperluan tindak balas haba. Walau bagaimanapun, bagi sesetengah pasangan kepekatan air garam dan suhu permukaan sarung, penembusan pitting boleh berlaku dalam masa tiga bulan, memerlukan penggantian yang kerap dan mahal. Makalah ini menerangkan had tepat di mana sarung 316 tebal 1.2 mm melebihi had hayat perkhidmatan tiga bulan dalam perkhidmatan pemanas penyejukan marin.

Kakisan Pitting 316 dalam Air Asin Kepekatan Tinggi pada Suhu Nyahbeku
Bagaimanakah pemanas nyahbeku penyejukan marin berfungsi? Apabila bertenaga, pemanas nyahbeku mencairkan terkumpul ais pada gegelung penyejat. Suhu permukaan sarung biasanya meningkat kepada 150-250 darjah semasa kitaran nyahbeku apabila dalam persekitaran air garam paras klorida 30,000 ppm (air laut) kepada lebih daripada 150,000 ppm (air garam pekat sejat). Pada kepekatan klorida yang tinggi, suhu pitting kritikal 316 diturunkan dengan ketara. Dalam air masin (30,000 ppm klorida) suhu pitting kritikal ialah ~25 darjah . 50,000 ppm turun kepada 15 darjah . Pada 100,000 ppm suhu kritikal jatuh di bawah 0 darjah dengan itu pitting berlaku pada mana-mana suhu di atas beku. Untuk pemanas nyahbeku suhu permukaan sarung dalam perkhidmatan ialah 150–250 darjah , melebihi suhu pitting kritikal pada sebarang kepekatan. Pitting bermula dalam beberapa jam selepas pendedahan pertama. Sebaik sahaja dimulakan, kadar pembiakan lubang dalam air garam-klorida hangat dan tinggi adalah agak pantas, dengan purata 2–5 mm/bulan pada 50 darjah dan 5–10 mm/bulan pada 80 darjah . Dalam tetapan ini, sarung 1.2 mm menembusi 1-3 minggu selepas lubang bermula. Hayat perkhidmatan tiga bulan hanya dicapai apabila pemanas digunakan sekali-sekala dengan kitaran luar yang panjang, yang membolehkan air garam mengering dan mengurangkan tempoh dalam keadaan menghakis.

Gabungan Suhu Air Garam Kritikal Seumur Hidup Tiga Bulan
Data kegagalan medan untuk sistem penyejukan maritim dan ujian makmal dipercepatkan bagi sampel sarung 1.2 mm 316 dalam air garam pekat mendedahkan kombinasi kepekatan air garam dan suhu permukaan sarung berikut yang menghasilkan hayat perkhidmatan maksimum tiga bulan.

Kepekatan Klorida Brine (ppm) Suhu Pitting Kritikal Kepekatan Ini Suhu Permukaan Sarung Semasa Kadar Pembiakan Pit Nyahbeku (mm/bulan) Suhu Sarung Masa hingga 1.2 mm Penembusan Selepas PermulaanJumlah Hayat Perkhidmatan (Mula-atas + Propagasi) 30,000-40,0}0,{8,0}0}0,{8,000}0,000,000,000,000 ({1} 150 - 200 darjah 4 - 7 mm/bulan 0.2 - 0.3 bulan 0.3 - 0.5 bulan 60,000 - 80,000 5 - 10 darjah 150 - 200 darjah 5 - 8 mm/bulan 0.15 - 0.25 bulan 0.25 - 0.4 bulan 80,000 - 100,000 0 - 5} darjah 000 0 - 5} darjah 0.12 - 0.2 bulan 0.2 - 0.3 bulan 20 - 25 darjah 150 - 200 darjah 3 - 5 mm/bulan 0.3 - 0.4 bulan 0.5 - 1 bulan
Lebih 100,000Di bawah 0 darjah 150 – 200 darjah 8 – 15 mm/bulan 0.08 – 0.15 bulan 0.1 – 0.2 bulan
Masa penembusan teori untuk sarung 1.2 mm 316 pada purata kepekatan air garam penyejukan marin (30,000–50,000 ppm) adalah mengikut urutan 2–4 minggu. Hayat perkhidmatan tiga-bulan, sebenarnya, hanya boleh dilakukan jika pemanas jarang digunakan, misalnya, 4 hingga 6 kitaran nyahbeku setiap hari, setiap satu berlangsung selama 10 hingga 20 minit. Tempoh kakisan sebenar hanya 60-120 jam, tetapi pendedahan keseluruhan pada suhu meningkat ialah 1-2 jam sehari, memberikan hayat kalendar 2-4 bulan. Kriteria penggantian tiga bulan dipenuhi apabila jumlah masa pendedahan kakisan adalah kira-kira 100–200 jam.

Sampul Operasi Selamat Tiga Bulan Hayat Perkhidmatan
Jadual di bawah menentukan jam nyahbeku kumulatif selamat maksimum setiap minggu untuk sarung 1.2 mm 316 dalam perkhidmatan penyejukan marin untuk membolehkan selang penggantian tiga bulan. Nilai adalah kepekatan air garam biasa dalam tetapan marin yang berbeza.

Persekitaran Marin Kepekatan Klorida Brine Biasa (ppm) Jam Penyahbekuan Selamat Maksimum setiap Minggu untuk Hayat 3 Bulan Kitaran Penyahbekuan Biasa Setiap Hari (15 Minit/Kitaran)Selang Penggantian Disyorkan untuk Operasi Biasa
Gegelung bersaliran baik, Open Ocean30,000 – 35,000 10 – 15 jam 6 – 8 kitaran (1.5 – 2 jam) 2 – 3 bulan
Pelabuhan pantai Sejatan sederhana 35,000 – 50,000 5 – 10 jam 6 – 8 kitaran (1.5 – 2 jam) 1 – 2 bln
Bilge atau kuali titisan tertutup 50,000 – 80,000 3 – 5 jam 6 – 8 kitaran (1.5 – 2 jam) 3 – 6 minggu
Saliran, air garam lemah, sejat 80,000 – 120,0001 – 3 jam 6 – 8 kitaran (1.5 – 2 jam) 2 – 4 minggu
Air garam tertumpu tanpa lari-Lebih 120,000Kurang daripada 1 jam 6-8 kitaran (1.5-2 jam) 1-2 minggu
Sistem penyejukan maritim biasa yang menjalankan 8 kitaran nyahbeku setiap hari pada 15 minit setiap kitaran (2 jam pencairan setiap hari, 14 jam seminggu) akan melepasi had mingguan 10-15 jam dengan sarung 1.2 mm 316 di bawah keadaan lautan terbuka (30,000-35,000 ppm). Pengalaman lapangan menunjukkan bahawa hayat perkhidmatan harus 2-3 bulan. Pada peningkatan kepekatan air garam, hayat diukur dalam minggu.

Perubahan Reka Bentuk Yang Akan Bertahan Lebih 3 Bulan
Apabila sarung 1.2 mm 316 mesti digunakan dalam perkhidmatan penyejukan marin dan penggantian tiga bulan tidak boleh diterima, empat pelarasan reka bentuk boleh meningkatkan hayat perkhidmatan. Yang terbaik dan pertama ialah meningkatkan saliran gegelung selepas cair. Ini menghilangkan air garam berdiri dan mengurangkan masa sentuhan sarung dengan elektrolit yang menghakis. Pelekap bercerun dan kuali titisan yang mengalir dengan teliti boleh meningkatkan hayat 2-3 kali ganda. Perubahan kedua ialah mengurangkan kekerapan dan tempoh penyahbekuan. Menyahbeku permintaan (apabila ais dikesan) dan bukannya nyahbeku bermasa boleh mengurangkan waktu nyahbeku sebanyak 50-70%. Perubahan seterusnya ialah menyalut sarung dengan salutan pelindung. Salutan nikel atau fluoropolimer tanpa elektro boleh menawarkan penghalang antara 316 dan air garam dan boleh meningkatkan hayat dengan faktor 3 hingga 5 kali ganda. Walau bagaimanapun, salutan mesti bertahan pada suhu cair 200 darjah tanpa degradasi. Pengubahan keempat ialah menggunakan aloi-lubang yang lebih tahan. Titanium (Gred 2 atau Gred 7) hampir tidak tahan dalam perkhidmatan penyejukan marin dengan suhu pitting kritikal melebihi 100 darjah walaupun dalam 100,000 ppm klorida. Sarung titanium (ketebalan dinding 0.8 mm) akan bertahan 10-20 kali lebih lama daripada sarung 1.2 mm 316. Dalam sistem penyejukan marin di mana pemanas mesti diganti dengan penyahbekuan dan mendapat akses kepada gegelung, kos buruh penggantian kerap biasanya lebih daripada perbezaan kos antara 316 dan titanium. Jurutera yang menyatakan pemanas nyahbeku untuk pemasangan marin baharu harus lalai kepada titanium untuk sebarang aplikasi yang pendedahan air garam tidak dapat dielakkan. Untuk pemanas 316 semasa, saliran yang ketat dan masa nyahbeku yang berkurangan adalah cara yang paling sesuai untuk memanjangkan hayat melebihi tiga bulan. Ambang penggantian tiga bulan bukanlah nilai yang ditetapkan tetapi akibat yang boleh diramalkan daripada kandungan air garam dan jam nyahbeku terkumpul. Dengan menilai kedua-dua nilai, jurutera boleh meramalkan jangka masa penggantian dan menjadualkan penyelenggaraan, menghalang kegagalan nyahbeku yang tidak dijangka yang membawa kepada pembekuan gegelung dan masa henti penyejukan.