เมื่อเครื่องทำความร้อนแบบตลับพบกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: คู่มือการเอาชีวิตรอดในการเลือกใช้วัสดุ

การสัมผัสสารเคมีจะทำให้องค์ประกอบความร้อนสลายได้เร็วกว่าปัจจัยการปฏิบัติงานอื่นๆ จริงๆ แต่โดยทั่วไปแล้วการเลือกวัสดุจะได้รับการพิจารณาคร่าวๆ เท่านั้นในระหว่างข้อมูลจำเพาะ ความคิดที่ว่าสแตนเลสไม่เป็นสนิมเลยทำให้เกิดข้อผิดพลาดอันมีค่าใช้จ่ายสูงในโรงงานเคมี โรงงานแปรรูปอาหาร และแม้แต่โรงงานที่ดูปลอดภัย การรู้ว่าโลหะต่างๆ มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อปัญหาทางเคมีบางอย่างคือสิ่งที่ทำให้อุปกรณ์บางอย่างมีอายุการใช้งานหลายปี ในขณะที่บางชิ้นจำเป็นต้องเปลี่ยนทุกเดือน

สภาวะของคลอไรด์เป็นสถานที่ที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้แพร่หลายและอันตรายที่สุด อากาศเกลือตามแนวชายฝั่ง การทำความสะอาดสารเคมีในโรงงานผลิตอาหาร และสารเคมีในกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมเคมี ล้วนเพิ่มคลอไรด์ไอออนที่โจมตีเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ทั่วไปโดยการกัดเซาะแบบรูพรุนและการกัดกร่อนที่เกิดจากความเครียด กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยคลอไรด์ที่ผ่านชั้นพาสซีฟออกไซด์ที่ป้องกันสแตนเลส ตามมาด้วยการผลิตกรดเฉพาะที่ซึ่งจะกัดกร่อนโลหะฐานอย่างรวดเร็ว เมื่อการเจาะเริ่มขึ้น การโจมตีจะเร็วขึ้นเนื่องจากหลุมจะสร้างสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำและมีกรดสูง ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการโจมตีมากขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป โลหะผสม Incoloy 800 และ 840 ต้านทานคลอไรด์ได้ดีกว่ามาก โลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียมเหล่านี้ทำให้ชั้นพาสซีฟมีความเสถียรในบริเวณที่เหล็กกล้าไร้สนิม 304 จะพังทลาย โครงสร้างออกไซด์ที่มีความทนทานมากกว่านั้นเกิดจากการเติมนิกเกิลเพิ่มเติม ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ 30–35% การมีระดับโครเมียมประมาณ 20% ช่วยให้คุณได้รับการปกป้องเพิ่มเติม Incoloy ไม่ได้เป็นเพียงตัวเลือกที่ดีสำหรับสถานที่ที่มีการสัมผัสกับคลอไรด์มาก รวมถึงสภาพแวดล้อมทางทะเล การใช้เกลือจำนวนมาก หรือการแปรรูปทางเคมี มันเป็นสิ่งจำเป็น

จำเป็นต้องคำนึงถึงวัสดุที่แตกต่างกันในสถานการณ์ที่เป็นกรด กรดต่างๆ เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก และกรดอินทรีย์ต่างๆ โจมตีโลหะด้วยวิธีที่ต่างกัน กรดซัลฟูริกทำให้สิ่งต่างๆ ละลายโดยทั่วไป และทำให้ไฮโดรเจนเปราะ กรดไฮโดรคลอริกจะสลายตัวปกป้องออกไซด์อย่างรุนแรง อัตราการกัดกร่อนเปลี่ยนแปลงมากตามความเข้มข้นและอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น กรดเจือจางที่อุณหภูมิห้องอาจใช้ได้ ในขณะที่กรดเข้มข้นหรือกรดที่ให้ความร้อนจำเป็นต้องใช้โลหะผสมพิเศษหรือสารเคลือบป้องกัน

สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนไม่แพร่หลายมากนักในการผลิตปกติ อย่างไรก็ตาม สภาพแวดล้อมเหล่านี้เกิดขึ้นขณะทำความสะอาดหรือดำเนินการกระบวนการทางเคมีบางอย่าง อลูมิเนียมและสแตนเลสต่างๆ ได้รับความเสียหายจากสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์จากการแตกร้าวแบบกัดกร่อน อินคอลอยยังดีสำหรับการใช้งานเหล่านี้ เนื่องจากโลหะผสมนิกเกิลสูงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก แต่คุณจำเป็นต้องตรวจสอบความเข้มข้นและอุณหภูมิที่แน่นอนของสารกัดกร่อนเทียบกับตารางการกัดกร่อน เนื่องจากอัตราการโจมตีจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเกินระดับที่กำหนด

การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศซึ่งมักไม่ได้รับเครดิตเพียงพอ จะค่อยๆ สลายปลอกเครื่องทำความร้อนในโรงงาน กระบวนการเผาไหม้จะปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ การทำความเย็นหรือการดำเนินการทางเคมีจะปล่อยไอแอมโมเนีย และไออินทรีย์ต่างๆ จะทำให้เกิดสารเคลือบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบนพื้นผิวโลหะ การกัดกร่อนที่ด้านนอกของปลอกทำให้ผนังบางลง ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่รูที่ทำให้ของไหลในกระบวนการผลิตหรือไฟฟ้ารั่วไหลออกมาในที่สุด การตรวจสอบพื้นผิวด้านนอกเป็นประจำจะพบความเสียหายนี้ก่อนที่จะนำไปสู่การพังครั้งใหญ่

สนิมภายในถึงแม้จะมองเห็นได้ยากแต่ก็แย่พอๆ กัน ของเหลวในกระบวนการผลิตที่เข้ามาทางเทอร์มินัลซีลหรือปลอกหุ้มจะสัมผัสกับองค์ประกอบความต้านทานและฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์ น้ำ สารละลายที่เป็นน้ำ หรือไอระเหยที่สามารถควบแน่นเป็นของเหลวจะมีฤทธิ์กัดกร่อนเมื่อถูกความร้อน เมื่อแห้ง แมกนีเซียมออกไซด์จะเป็นตัวนำความร้อนและเป็นฉนวนไฟฟ้าได้ดี อย่างไรก็ตาม เมื่อสัมผัสกับสารละลายไอออนิก จะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า มลภาวะภายในนี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดของกราวด์ ค่าความต้านทานที่ผิดปกติ และความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด

การป้องกันขั้วต่อเป็นมากกว่าแค่ปลอกเมื่อต้องเลือกวัสดุ ซีลอีพอกซี สายเทฟลอน และบูทยางซิลิโคนช่วยปกป้องจุดที่การป้องกันปลอกสิ้นสุดลง ชิ้นส่วนเหล่านี้จะต้องสามารถจัดการกับสารเคมีที่อยู่รอบๆ ได้ โดยยังคงมีความยืดหยุ่นและไม่ปล่อยให้ไฟฟ้าผ่าน ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง โดยทั่วไปปลายขั้วต่อจะล้มเหลวก่อนชิ้นส่วนที่ได้รับความร้อน ซึ่งหมายความว่าการเลือกโลหะผสมเปลือกที่เหมาะสมมีความสำคัญพอๆ กับการปิดผนึกอย่างเหมาะสม

เมื่อโลหะผสมธรรมดาใช้งานไม่ได้หรือไม่คุ้มทุน- การเคลือบป้องกันก็เป็นทางเลือกหนึ่ง การเคลือบประเภทต่างๆ เช่น เซรามิก โพลีเมอร์ และโลหะ สามารถป้องกันสารบางชนิดได้ แต่การเคลือบยังมาพร้อมกับปัญหาของตัวเอง เช่น การขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่ตรงกัน ข้อบกพร่องของรูเข็ม และความเสียหายระหว่างการติดตั้ง คุณต้องระมัดระวังอย่างมากกับเครื่องทำความร้อนแบบเคลือบ และอาจต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติมในการเปลี่ยน ขึ้นอยู่กับลักษณะของการใช้งานและความสามารถในการรักษาให้ทันสมัยว่าจะใช้เครื่องทำความร้อนแบบเคลือบหรือวัสดุฐานที่ได้รับการปรับปรุง

การทดสอบความเข้ากันได้ของสารเคมีอาจดูเหมือนไม่ใช่เรื่องง่าย- แต่ผู้คนมักละเลยเพราะมีเวลาไม่มากหรือคิดว่ารู้ว่าวัสดุ "มาตรฐาน" คืออะไร การทดสอบการจุ่มวัสดุที่คาดหวังในของเหลวในกระบวนการจริง ที่อุณหภูมิใช้งานและด้วยวงจรความร้อน แสดงให้เห็นข้อบกพร่องที่การตรวจวัดในห้องปฏิบัติการอาจพลาดได้ ของไหลในกระบวนการมักมีสิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันที่ไม่ได้วางแผนไว้ หรือการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบที่เปลี่ยนความสามารถในการกัดกร่อนของพวกมัน การทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริง แม้จะอยู่ในรูปแบบที่เรียบง่ายกว่า ก็ช่วยป้องกันไม่ให้อุปกรณ์การผลิตพังทลายและต้องเสียค่าใช้จ่ายจำนวนมาก

ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งส่งผลต่อความประหยัดในการเลือกใช้วัสดุ เห็นได้ชัดเจนว่าเครื่องทำความร้อนที่มีราคาสูงกว่าสองเท่าแต่ใช้งานได้นานกว่าห้าเท่าเป็นข้อเสนอที่ดีกว่า แต่การประเมินนี้จำเป็นต้องคำนึงถึงค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง ความล่าช้า การสูญเสียผลิตภัณฑ์ที่อาจเกิดขึ้น และความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่มาพร้อมกับความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด การจัดซื้อจัดจ้างอย่างชาญฉลาดไม่เพียงแต่ให้ความสำคัญกับราคาของสินค้าเท่านั้น นอกจากนี้ยังดูต้นทุนตลอดทั้งชีวิตของรายการด้วย

กฎเกณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อมยังทำให้การเลือกวัสดุทำได้ยากขึ้น การใช้งานบางอย่าง เช่น การสัมผัสกับอาหารและอุปกรณ์ทางการแพทย์ อนุญาตให้ใช้เฉพาะโลหะผสมบางชนิดและการปรับสภาพพื้นผิวเท่านั้น ชิ้นส่วนขั้วต่อและวัสดุภายในได้รับผลกระทบจากการปฏิบัติตาม RoHS และกฎเกณฑ์ที่เทียบเคียงได้ กฎเหล่านี้ทำให้การเลือกวัสดุยากขึ้น แต่ยังทำให้ชัดเจนว่าวัสดุใดสามารถใช้ได้