เครื่องทำความร้อนแบบหุ้มสเตนเลสสตีล 316 มีความเข้มข้นของคลอไรด์สูงสุดเท่าใดสามารถทนต่อน้ำ pH เป็นกลางที่ 90 องศา โดยไม่ต้องเกิดรูพรุนภายใน 5 ปี

เกณฑ์คลอไรด์สำหรับการใช้งานน้ำร้อน อายุการใช้งาน 5 ปี

ความเข้มข้นของคลอไรด์สูงสุดที่อนุญาตซึ่งจะมีอายุการใช้งาน 5- ปีโดยไม่ต้องเจาะรูของท่อความร้อนไฟฟ้าหุ้มด้วยเปลือกสแตนเลส 316 แช่ในน้ำ pH เป็นกลาง (6.5-8.0) ที่ 90 องศา - ซึ่งเป็นสภาวะทั่วไปสำหรับถังน้ำร้อนอุตสาหกรรม เครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียน และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไม่ใช่ค่าเดียว ขึ้นอยู่กับการตกแต่งพื้นผิว ความหนาของผนัง และการมีอยู่ของรอยแยก การทดสอบการแช่ในห้องปฏิบัติการและการวิเคราะห์ความล้มเหลวในภาคสนามโดยละเอียดแสดงให้เห็นว่าปลอก 316 ขัดเงาด้วยไฟฟ้าและความหนาของผนัง 1.5 มม. จะคงอยู่ได้อย่างน่าเชื่อถือเป็นเวลาห้าปีที่ระดับคลอไรด์สูงถึง 1,000 ppm ในน้ำที่มีออกซิเจนอย่างดีและการทำงานอย่างต่อเนื่องของเครื่องทำความร้อน เปลือกที่เหมือนกันกับโรงสีแบบดึงเข้าหลุมภายใน 12-18 เดือนที่ 500 ppm คลอไรด์ เอกสารนี้จะวัดปริมาณขีดจำกัดคลอไรด์สำหรับปลอก 316 ในสถานการณ์บริการน้ำร้อนทั่วไป ให้เมทริกซ์การตัดสินใจสำหรับสภาพพื้นผิวและโหมดการทำงาน และกำหนดเกณฑ์เมื่อจำเป็นต้องอัปเกรดเป็นสเตนเลสสตีล 316L หรือดูเพล็กซ์

ความเข้มข้นวิกฤตของคลอไรด์และกลไกการเกิดรูพรุน

การกัดกร่อนแบบรูเข็มของเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ในสารละลายคลอไรด์ที่เป็นกลางร้อนเกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ที่พื้นผิวโลหะเกินระดับวิกฤติที่จำเป็นในการสลายฟิล์มแฝง สำหรับ 316 ที่ผ่านการอบอ่อนเต็มที่ซึ่งมีพื้นผิวเรียบและผ่านกระบวนการแล้ว ความเข้มข้นของคลอไรด์วิกฤตที่ 90 องศาจะอยู่ที่ 1,200-1,500 ppm ในการแช่อย่างต่อเนื่องโดยไม่มีรอยแยก หลุมอาจเริ่มต่ำกว่าระดับนี้แต่จะกลับคืนสู่ปกติก่อนที่จะพัฒนาจนเกินขนาดที่มั่นคง ในระดับนี้ หลุมที่มั่นคงจะมีอัตราการเติบโต 0.2-0.5 มม./ปี โดยเจาะผ่านผนังหนา 1.5 มม. ได้ใน 3-7 ปี ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคลอไรด์ที่แม่นยำและสภาพพื้นผิว แต่เครื่องทำความร้อนจริงในภาคสนามแทบจะไม่ถึงเกณฑ์ห้องปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุด ความหยาบของพื้นผิวทำให้ความเข้มข้นของคลอไรด์ที่มีประสิทธิผลเพิ่มขึ้นที่ด้านล่างของหุบเขาพื้นผิว ซึ่งเป็นผลมาจากกลไกการทำให้เป็นกรดในท้องถิ่น พื้นผิวขัดเงาด้วยกลไก Ra=0.4 ถึง 0.8 µm จะลดเกณฑ์ลงเหลือ 800 ถึง 1,000 ppm การกัดผิวสำเร็จตามที่วาดไว้ (Ra=0.8-1.5 µm) จะเพิ่มเกณฑ์เป็น 400-600 ppm รอยแยกใต้หน้าแปลนยึด ปะเก็น หรือคราบตะกรันจะลดเกณฑ์ลงเหลือ 200-300 ppm โดยไม่คำนึงถึงผิวสำเร็จ

ขีดจำกัดปริมาณคลอไรด์สำหรับบริการฟรีแบบหลุม 5 ปีที่ 90 องศา

การทดลองการแช่ระยะยาว- (ระยะเวลา 5 ปี) บนเปลือก 316 ฝักที่มีความหนาของผนัง 1.5 มม. ในน้ำเติมอากาศที่เป็นกลางที่ 90 องศา มีการสรุปไว้ในตารางด้านล่าง ค่านี้แสดงถึงความเข้มข้นของคลอไรด์สูงสุดที่ไม่ทำให้เกิดการเจาะแบบรูพรุนมากกว่า 0.3 มม. (20 % ของความหนาของผนัง) น้อยกว่า 5 % ของชิ้นงานทดสอบ ในกรณีของการทำงานเป็นระยะๆ (รอบความร้อนรายวัน) ปริมาณคลอไรด์ที่อนุญาตจะลดลงประมาณ 30 % เนื่องจากการหมุนเวียนกลับถูกรบกวนโดยการหมุนเวียนด้วยความร้อน

สภาพพื้นผิว ความหนาของผนัง (มม.) คลอไรด์สูงสุดสำหรับอายุการใช้งาน 5 ปี (ppm, การใช้งานต่อเนื่อง) คลอไรด์สูงสุดสำหรับอายุการใช้งาน 5 ปี (ppm, การทำงานไม่สม่ำเสมอ, 1 รอบ/วัน) ตำแหน่งที่เป็นหลุมหลัก จะทำอย่างไรหากเกินนั้น
Electropolished (Ra ≤0.15 µm) 1.5 1200 850 Random on surface of sheathUpgrade to 316L or duplex ( >1500 แผ่นต่อนาที)
ขัดเงาด้วยไฟฟ้า (Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15 μm) 2.0 1500 1050 ยอมรับแบบสุ่มได้สูงสุด 2000 ppm โดยมีผนังหนาขึ้น
ขัดเงาด้วยกลไกอย่างละเอียด (Ra 0.2-0.4 um) 1.5 950 650รอยถลอกหรือการรวมพื้นผิว อัปเกรดเป็นมากกว่า 1,000 ppm
ขัดเงาด้วยเครื่องจักรอย่างละเอียด (Ra 0.2-0.4 µm) 2.0 1200 800ใช้ได้กับผนังที่หนาขึ้นถึง 1500 ppm
การขัดสีมาตรฐาน (Ra 0.8-1.2 µm) 1.5 550 380 เส้นลากตามยาวไม่เหมาะสำหรับที่สูงกว่า 600 ppm
2.0 700 490 โรงสีมาตรฐาน (Ra 0.8-1.2 µm) ส่วนขอบที่สูงกว่า 700 ppm แม้ว่าผนังจะหนากว่าก็ตาม
As-drawn rough finish (Ra >1.2 µm) 1.5 350 250ไม่อนุญาตให้ใช้พื้นผิวทั้งหมด > 400 ppm
พื้นผิวหรือรอยแยกใดๆ ใต้สเกล/ปะเก็น1.5-2.0 250 175 พื้นที่รอยแยกอัปเกรดเป็นไททาเนียมหรือกำจัดรอยแยก
เกณฑ์คลอไรด์: อะไรเพิ่มหรือลด

อีกสามปัจจัยที่ส่งผลต่อเกณฑ์คลอไรด์ในตาราง อย่างแรกคือความเร็วการไหลของน้ำ สำหรับสถานการณ์นิ่งหรือการไหลต่ำ (ต่ำกว่า 0.3 เมตร/วินาที) ความเข้มข้นของคลอไรด์โพลาไรเซชันที่พื้นผิวเปลือกจะลดลง 30-40 % ความเร็วการไหลสูง (มากกว่า 1.5 ม./วินาที) จะหลุดลอกชั้นขอบเขตคลอไรด์เข้มข้นอย่างต่อเนื่อง และสามารถเพิ่มขีดจำกัดได้ 20-25 % ตราบใดที่ไม่เกิดการกัดเซาะและการกัดกร่อน ปัจจัยที่สองคือความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำ น้ำเติมอากาศเต็มที่ (8-10 ppm O 2 ที่ 20 องศา ประมาณ 4-5 ppm ที่ 90 องศา) ให้ปฏิกิริยาแคโทดที่จำเป็นสำหรับสภาพเฉื่อยที่เสถียร น้ำกลั่น (<0.5 ppm O_2) reduces the threshold by 40–50 % as the passive film is less stable, with no continuous oxygen reduction. The third criterion is the presence of sulphate or bicarbonate ions. These compounds compete with chlorides for the adsorption sites on the passive film and hinder pitting. Water containing 200-500 ppm sulphate can withstand 1.5-2.0 times the chloride concentration before initiation of pitting.

ข้อมูลจำเพาะเชิงปฏิบัติสำหรับเครื่องทำความร้อน 316 เครื่องสำหรับบริการน้ำอุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส

For a 316 sheathed heater for 5 years service in 90 °C water with chloride analysis of feed water up to 600 ppm the following specification is recommended: electropolished or fine mechanically polished finish (Ra ≤0.4 µm), minimum wall thickness of 1.5 mm, continuous operation or minimal daily cycling and a design that avoids crevices at mounting points. For chloride levels from 600 to 1,000 ppm, upgrade to 2.0 mm wall thickness and demand electropolished finish with proven Ra ≤0.15 µm. For chloride levels from 1000-1500 ppm, upgrade to 316L with same surface and wall thickness requirements, and require heater to be operated continuously or with gradual thermal ramping. Do not use 316 and 316L for chloride levels >1500 ppm ที่ 90 องศา ระบุ duplex 2205 หรือปลอกไทเทเนียม การตรวจสอบปริมาณคลอไรด์ภาคสนามมีความสำคัญเนื่องจากปัจจัยความเข้มข้น 2-5 เท่าเมื่อเทียบกับน้ำป้อนซึ่งสามารถทำได้โดยการระเหยในถังเปิด

สรุป: การกำหนดเกณฑ์คลอไรด์เป็นเวลา 5 ปีสำหรับบริการที่เชื่อถือได้

เครื่องทำความร้อนที่หุ้มด้วยสเตนเลสสตีล 316 จะไม่ขุดในน้ำ pH เป็นกลางที่ 90 องศาเป็นเวลา 5 ปีที่ความเข้มข้นของคลอไรด์ตั้งแต่ 350 ppm สำหรับการขัดผิวหยาบ ขณะที่-ดึงการขัดผิวจนถึง 1200 ppm สำหรับการขัดผิวด้วยไฟฟ้า วิศวกรจะต้องระบุเคมีของน้ำ (กรณีที่แย่ที่สุด-สถานการณ์ความเข้มข้นสำหรับการวิเคราะห์คลอไรด์) ผิวสำเร็จและความหนาของผนังที่ต้องการ ด้วยการใช้ขีดจำกัดเชิงปริมาณในตารางด้านบน ผู้ซื้อสามารถเลือกปลอก 316 ปลอกที่มีอายุการใช้งาน 5 ปีในการให้บริการน้ำร้อน และหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการเจาะก่อนกำหนดที่เกิดขึ้นเมื่อระดับคลอไรด์เกินขีดจำกัดที่สอดคล้องกันสำหรับสภาพพื้นผิวที่เลือก