Pada Gabungan Khusus Kepekatan Natrium Hidroksida dan Suhu Permukaan Sarung Apakah Sarung Keluli Tahan Karat 1.6 Milimeter 316 Memerlukan Penggantian Setiap 12 Bulan dalam Perkhidmatan Pemanas Muncung Pembersihan Tangki?

Jurutera penyelenggaraan yang bertanggungjawab untuk sistem pembersihan tangki dalam pemprosesan makanan, pembuatan minuman dan kemudahan kimia biasanya mempunyai pemanas rendaman elektrik yang diletakkan di dalam tangki larutan pembersih untuk mengekalkan suhu bahan pencuci. Ejen pembersih utama ialah natrium hidroksida, biasanya digunakan pada kepekatan 2-5% dan suhu 70-85 darjah. Pemanas ini biasanya menggunakan sarung keluli tahan karat 1.6 mm 316 yang memberikan kompromi yang baik terhadap rintangan kakisan dan ketahanan mekanikal terhadap kesan semburan muncung. Walau bagaimanapun, peningkatan kakisan, disebabkan oleh gabungan tertentu kepekatan kaustik dan suhu permukaan sarung yang tinggi (ketumpatan watt), boleh memendekkan hayat perkhidmatan kepada 12 bulan atau kurang. Artikel ini mentakrifkan dengan tepat titik di mana sarung 1.6 mm 316 akan diganti setiap tahun untuk perkhidmatan pemanasan muncung pembersihan tangki.

Kelakuan Kakisan Kaustik 316 pada Suhu Permukaan Tinggi
Pada suhu sehingga 80 darjah, keluli tahan karat jenis 316 adalah pasif dalam larutan natrium hidroksida dengan kepekatan di bawah 5%, dan mempunyai kadar kakisan kurang daripada 0.1 mm/tahun. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan fluks haba, suhu permukaan sarung meningkat, dan filem pasif kurang stabil. Kadar kakisan dalam 3 % NaOH pada suhu permukaan 85 darjah adalah kurang daripada 0.1 mm setahun. Ia meningkat kepada 0.2-0.4 mm setiap tahun pada 95 darjah. ia adalah 0.5–1.0 mm setahun pada 105 darjah . Kadar adalah melebihi 2 mm/tahun pada 115 darjah . Dengan penembusan kakisan sarung 1.6 mm hingga 1.0 mm (ketebalan struktur minimum untuk kebanyakan aplikasi) mengambil masa 1-2 tahun pada 1 mm setahun. Kadar kakisan adalah dari urutan 0.6-0.8 mm setahun apabila gabungan kepekatan kaustik dan suhu permukaan sarung mencapai ambang penggantian 12 bulan yang menggunakan dinding 1.6 mm hingga 1.0 mm dalam 12 bulan.

Ambang peralihan kritikal untuk hayat Perkhidmatan 12 Bulan
Ujian rendaman 316 sampel dalam larutan natrium hidroksida pada suhu yang berkaitan dengan perkhidmatan pembersihan tangki menunjukkan bahawa gabungan kepekatan kaustik dan suhu permukaan sarung berikut memberikan hayat perkhidmatan maksimum 12 bulan untuk dinding 1.6 mm:

Kepekatan Natrium Hidroksida (Berat %) Suhu Larutan Pukal Suhu Permukaan Sarung pada 8 W/cm2 (peningkatan 20 darjah) Jangkaan Kadar Kakisan pada Suhu Permukaan Masa Mengurangkan 1.6 mm hingga 1.0 mm (kehilangan 0.6 mm) Hayat Servis hingga Penggantian 2% 70.25 darjah 90 darjah/tahun 4 tahun 3 – 5 tahun 2% 80 darjah 100 darjah 0.30 – 0.50 mm/tahun 1.2 – 2 tahun 1.5 – 2.5 tahun 2% 85 darjah 105 darjah 0.50 – 0.80 mm/tahun 0.75 – 1.2 tahun 1 – 3 0.5 tahun 1 – 3 0.5 tahun 0.35 mm/tahun 1.7 – 3 tahun 2 – 3.5 tahun 3% 75 darjah 95 darjah 0.35 – 0.60 mm/tahun 1.0 – 1.7 tahun 1.2 – 2 tahun 3% 80 darjah 100 darjah 0.60 – 1.00 mm/tahun 0.60 – 1.00 mm/tahun 1.0 – 1.00 % tahun 1.2 – 2 tahun 65 darjah 85 darjah 0.25 – 0.40 mm/tahun 1.5 – 2.4 tahun 1.8 – 3 tahun 4% 70 darjah 90 darjah 0.40 – 0.70 mm/tahun 0.9 – 1.5 tahun 1 – 1.8 tahun 4% 75 darjah 905 tahun 0.25 – tahun 0.2 0.6 – 1 tahun 5% 60 darjah 80 darjah 0.30 – 0.50 mm/tahun 1.2 – 2 tahun 1.5 – 2.5 tahun 5% 65 darjah 85 darjah 0.50 – 0.85 mm/tahun 0.7 – 1.2 tahun 0.8 – 1.5 tahun 0.8 – 1.5 tahun
Untuk sistem pembersihan tangki dengan 3% NaOH pada suhu pukal 80 darjah dan ketebalan sarung 1.6 mm, suhu permukaan sarung adalah kira-kira 100 darjah pada 8 W/cm^2. Kadar kakisan yang diunjurkan ialah 0.6–1.0 mm/tahun, mengurangkan ketebalan dinding daripada 1.6 mm kepada 1.0 mm dalam 0.6–1.0 tahun. Penggantian dalam tempoh 12 bulan adalah OK. Apabila suhu pukal dikurangkan kepada 75 darjah suhu permukaan ialah 95 darjah dan oleh itu kadar kakisan ialah 0.35-0.60 mm setahun dan hayatnya ialah 1.2-2 tahun.

Sampul Operasi Selamat Kitaran Gantian 12 Bulan
Jadual berikut menunjukkan kepekatan natrium hidroksida pukal selamat maksimum dan kombinasi suhu untuk sarung 1.6 mm 316 pada pelbagai ketumpatan watt untuk membolehkan sekurang-kurangnya 12 bulan hayat perkhidmatan sebelum pengurangan ketebalan dinding kepada 1.0 mm memerlukan penggantian.

Suhu Ketumpatan Watt. pukal untuk 2% NaOH Temp. pukal untuk 3% NaOH Temp. pukal untuk 4% NaOH Temp. pukal untuk 5% NaOH
4 W/cm² (kenaikan 10 darjah) Selamat sehingga 88 darjah Selamat sehingga 82 darjah Selamat sehingga 78 darjah Selamat sehingga 72 darjah 6 W/cm² (kenaikan 15 darjah) Selamat sehingga 83 darjah Selamat sehingga 77 darjah Selamat sehingga 73 darjah Selamat sehingga 67 darjah 8 W/cm² (20 darjah sehingga naik) 72 darjah hingga naik) Selamat sehingga 68 darjah Selamat sehingga 62 darjah 10 W/cm² (kenaikan 25 darjah) Selamat sehingga 73 darjah Selamat sehingga 67 darjah Selamat sehingga 63 darjah Selamat sehingga 57 darjah 12 W/cm² (30 darjah naik) Selamat sehingga 68 darjah Selamat sehingga 62 darjah Selamat sehingga 58 darjah Selamat sehingga 58 darjah
Untuk sistem pembersihan tangki biasa dengan 3% NaOH pada suhu pukal 75 darjah, sarung 1.6 mm 316 pada 8 W/cm² menghasilkan suhu permukaan 95 darjah . Suhu pukal selamat untuk 3% NaOH pada 8 W/cm2 ialah 72 darjah dari jadual. Pemanas melebihi had selamat pada 75 darjah dan hayat perkhidmatan selama 12 bulan tidak terjamin. Mengurangkan ketumpatan watt kepada 6 W/cm2 (kenaikan 15degC) menawarkan had pukal selamat 77degC, oleh itu 75degC adalah OK untuk penggantian 12 bulan.

Perubahan Reka Bentuk untuk Memanjangkan Hayat Perkhidmatan Melebihi 12 Bulan
Tiga penambahbaikan reka bentuk diterangkan yang boleh memanjangkan hayat perkhidmatan apabila keadaan proses pembersihan tangki memerlukan kepekatan dan suhu kaustik yang akan mengehadkan sarung 1.6 mm 316 kepada jangka hayat 12-bulan. Yang pertama ialah menurunkan ketumpatan watt dengan menggunakan pemanas diameter yang lebih panjang atau lebih besar. Menurunkan ketumpatan watt daripada 8 W/cm2 kepada 4 W/cm2 mengurangkan kenaikan suhu permukaan sarung daripada 20 darjah kepada 10 darjah , yang sepadan dengan peralihan daripada rejim kakisan 1 tahun kepada rejim 2-3 tahun pada kebanyakan kepekatan. Perubahan kedua ialah penambahan pemasa untuk menjalankan pemanas hanya apabila tangki sedang dibersihkan secara aktif, bukannya mengekalkan suhu 24/7. Operasi terputus-putus merendahkan masa pada suhu tinggi, memanjangkan hayat kalendar dengan faktor yang setara dengan kitaran tugas. Jika kadar kakisan sejam adalah sama, pemanas berjalan 4 jam sehari dan bukannya 24 jam sehari akan bertahan 6 kali lebih lama dalam istilah kalendar . Sebagai pengubahan ketiga, perencat kakisan ditambah kepada larutan kaustik. Silikat atau fosfat pada 100-200 ppm boleh mengurangkan kadar kakisan sebanyak 30-50% dan meningkatkan hayat perkhidmatan sebanyak 40-100%. Jika sistem pembersihan tangki memerlukan 4% NaOH pada 80 darjah dan berjalan secara berterusan, adalah diragui bahawa pelarasan ini akan memanjangkan hayat 316 lepas 12 bulan. Dalam keadaan ini, jurutera harus menaik taraf kepada aloi berasaskan nikel seperti Aloi 600 atau Aloi 825, yang mengekalkan kadar kakisan di bawah 0.1 mm setahun dalam larutan kaustik sehingga 10% kepekatan pada 100 darjah C. Apabila memesan pemanas untuk perkhidmatan pembersihan tangki, sentiasa berikan pembekal dengan suhu maksimum, kepekatan penggantian kaustik yang dijangkakan, kepekatan kaustik yang diingini maksimum Jika pengilang mencadangkan 316 untuk 4% NaOH pada 85 darjah tanpa menerangkan penurunan ketumpatan watt atau anggaran hayat perkhidmatan, maka dia tidak memberikan nasihat kejuruteraan yang cekap. Ambang penggantian 12 bulan untuk sarung 1.6 mm 316 ialah fungsi kepekatan kaustik, suhu pukal dan ketumpatan watt yang boleh diramal. Dengan menentukan suhu permukaan sarung dengan betul dan menggunakan kadar kakisan dalam jadual, jurutera boleh meramalkan selang penggantian dan belanjawan untuk penyelenggaraan, mengelakkan kegagalan pemanas yang tidak dijangka yang mungkin mengganggu kitaran pembersihan.