איזה שטף הלחמה המרבי המותר (על בסיס כלוריד-) על משטח מעטפת חימום 316 גורם לגיחות באחסון סביבה לח לפני ההתקנה

סיכון קורוזיה סמוי לפני-שירות עקב ניקיון לא מספק לאחר-ייצור

Residual chloride-based solder flux from electrical connection brazing or from contamination during adjacent soldering operations is a severe pitting risk for 316 stainless steel sheathed electric heating tubes stored in warehouse or field conditions prior to installation, particularly in humid environments (relative humidity >60-70%). Fluxes of zinc chloride (ZnCl₂), ammonium chloride (NH₄Cl) or other chloride salts are deliquescent, i.e. they collect moisture from the air and generate concentrated chloride solutions on the sheath surface. Even minuscule flux residues (1-10µg/cm2, almost invisible) can lead to chloride concentrations of 10,000-100,000 ppm at the metal-flux interface, enough to induce pitting on 316 at ambient temperature within weeks to months. The critical flux residue density for pitting initiation is ~0.5-1.0 µg Cl⁻ per cm² at 25°C and 65% RH. Pitting initiates within 30-90 days at >5-10 מיקרוגרם Cl- /cm2. באחסון טרום-שירות של 316 מעטפות, הקשר בין צפיפות שטף כלוריד שיורית, לחות והזמן הדרוש לתחילת הבור נכמת במאמר זה.

מנגנון של בור אטמוספרי המושרה על ידי Deliquescent

שטפי הלחמה על בסיס כלוריד הינם היגרוסקופיים. אם הלחות היחסית עולה על נקודת הדליקה של המלח הנתון (כ-10% RH עבור ZnCl 2 ובערך 77-80% RH עבור NH 4 Cl), השטף סופג לחות מהאטמוספרה ונוצר סרט דק של אלקטרוליט כלורי מרוכז על פני המתכת. במגע השטף-מתכתי, ריכוז הכלוריד יכול להגיע עד ל-30-50% משקל (300,000-500,000 ppm Cl⁻), הרבה מעל סף החפירות של 316 אפילו בטמפרטורת הסביבה. שכבת האלקטרוליט היא דקה ועשירה בחמצן מה שמייצר נסיבות אופטימליות לבור. לאחר הפעלת בור, תא הקורוזיה מקיים את עצמו והבור יכול לחדור לקיר של 1.5 מ"מ תוך 6-12 חודשים גם אם המחמם מעולם לא הופעל.

קביעת הקשר בין שטף כלוריד שיורי וזמן בור

בדיקת תא לחות מבוקרת (25 מעלות, 65% RH) של 316 קופונים מנירוסטה עם משקעים מבוקרים של שטף כלוריד (כשווי ערך ל-NaCl, המדמה מלחי כלוריד מעורבים) הניבו את זמני ההתחלה וההתפשטות הבאים של פיתולים.

Residual Chloride on Surface (µg Cl-/cm2) Equivalent Flux Residue Visibility Time to Pit Initiation at 65% RH, 25°C (days)Pit Depth after 180 days (µm) Time to Perforation (1.5 mm wall) (hours) at 65% RHRecommended Max Storage >6 חודשים<0.1 Undetectable >365 (ללא בור)<5 >10 שנים כן 0.1-0.5 עקבות (בלתי נראה) 180-365 5-15 5-10 שנים כן
0.5-1.0 קל מאוד (ראה תחת UV) 90-180 15-40 2-5 שנים מקובל
1.0-2.0 אור (ברק גלוי) 60-90 40-80 1-2 שנים שולי
2.0-5.0 בינוני (שינוי צבע) 30-60 80-150 6-12 חודשים לא מומלץ
5.0-10.0 כבד (פיקדון לבן) 15-30 150-250 3-6 חודשים לא מתאים
10-20 קרום (כבד מאוד) 7-15 250-400 2-3 חודשים לא מקובל20 קרום עבה<7 >400 <2 months Not suitable
השפעת הלחות היחסית על קצב ההתפרצויות הנגרמות על ידי כלוריד

משך הזמן עד להופעת החפירות פוחת במהירות עם עלייה בלחות היחסית. ההשפעה של RH בקבועה של 25 מעלות עבור צפיפות כלוריד שיורית של 2 מיקרוגרם Cl-/cm2 מוצגת בטבלה הבאה.

עובי שכבת אלקטרוליט (כ- מיקרומטר) זמן התחלת הבור (ימים) לחות יחסית (%) זמן עד לנקב (חודש) המלצות אחסון<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 שנים בטוח 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 שנים בטוח 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 שנים צג 60-70 1-2 60-90 1-2 שנים ייבוש מוצע 70-80 2-5 30-60 6-12 חודשים יש צורך לייבוש
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
ייצור מחמם מקורות זיהום שטף הלחמה

פעילויות ייצור נפוצות המותירות משקעי שטף מבוסס כלוריד על 316 מעטפות:

הלחמת מסוף: כאשר חיבורי חיבור חשמליים מולחמים למעטפת המחמם (או לחוטי עופרת), משתמשים בדרך כלל בשטפים מבוססי כלוריד (למשל Handy Flux Type 2, הכוללים ZnCl 2 ו-NH 4 Cl). ניקוי לא נכון לאחר הלחמה, נשארות שאריות שטף על משטחי המעטפת הסמוכים.

הלחמה צמודה: לתנורי חימום בציוד מורכב עשויים להיות צינורות נחושת צמודים או חיבורים חשמליים מולחמים בהלחמת שטף-. נתזי שטף או אדים עשויים להצטבר על מעטפת המחמם.

התמודדות עם זיהום: מפעילים המטפלים ברכיבים המצופים בשטף- ואז יוצרים קשר עם מעטפות נירוסטה מעבירים שאריות כלוריד בלתי נראים.

גבולות שאריות השטף המרביים המותרים ניתנים בטבלה שלהלן עבור נסיבות אחסון שונות.

מצב אחסון משך אחסון מרבי משך אחסון מרבי מרבי מקובל של כלוריד (מיקרוגרם Cl- /cm2) נדרש לאחר-שיטת ניקוי הלחמה
אחסנה מבוקר אקלים (RH<50%) >12 חודשים 5.0 בדיקה ויזואלית וניגוב ממס
מחסן סביבה (RH 50-70%) 2.0 שטיפה במים מפושטים + יבש 6-12 חודשים
מחסן סביבה עם לחות עונתית גבוהה 3-6 חודשים 1.0 ניקוי קולי + שטיפה DI
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) כל<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 חודשים 10.0 ניקוי רגיל בסדר
לאחר אימות-ניקיון משטח הלחמה

עבור נדני 316 עם מסופים מולחמים או עבור כל הליך הלחמה, שיטות אימות הניקיון הבאות מומלצות לקונה:

שיטת תיקון Bresle (ISO 8502-6) מניחים טלאי על פני המעטפת, מוזרקים מים מופחתים ומעריכים את המוליכות כדי להעריך מיצוי כלוריד. קַבָּלָה:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

בדיקת Ferroxyl: תמיסה של אשלגן פריציאניד ונתרן כלורי מונחת על פני השטח. הצבע הכחול מרמז על ברזל חופשי או כלורידים תגובתיים. קַבָּלָה. אין כחול.

בדיקת הפסקת מים לאחר השטיפה המים צריכים להסתבך בצורה אחידה על פני השטח ולא להצטבר. חרוזים הם עדות לשאריות אורגניות או שטף.

שדה טרום-שטף שירות-התפרצות

עבור תנור חימום 316 שנכנס לאחסנה לפני שהוא אי פעם נכנס לשימוש, הבורות יהיו קרובים לטרמינלים המולחמים או במקום כלשהו ששטף עלול להתיז עליו. שאר הנדן ללא רבב, אך הבורות נוטים להתקבץ סביב המיקום המוכתם. מתחת למיקרוסקופ מרכז הבור עשוי להציג שאריות של מלחי שטף גבישיים לבנים או חומים. ה-EDS של שאריות הבור יראה נוכחות של כלור (Cl) ואבץ (Zn) או רכיבי שטף אחרים. יש לבדוק תקלות כאלה בהליך הניקוי של היצרן. יש להזמין מחממים חלופיים עם מפרט לניקוי לאחר-הלחמה<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

מסקנה: הקמת פוסט-ניקיון הלחמה לאחסון אמין

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70%) עם צפיפות שטף הלחמה על בסיס כלוריד-של יותר מ-1-2 מיקרוגרם Cl-/cm2 מובילים לבור בתוך 30-90 יום מרגע האחסון, עם חדירה דרך דופן המעטפת ב-6-12 חודשים של אחסון - לפני שהמחמם פעל אי פעם. מהנדסים המציינים מחממים עם חיבורים מולחמים חייבים לספק מפרט ניקוי לאחר הלחמה עם מגבלות מקסימליות של שאריות כלוריד (למשל,<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 חודשים,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 חודשים). יש לאמת את יחידות המדגם על ידי בדיקת Bresle או בדיקת ferroxyl. הגנה נוספת ניתנת ליישומי אחסון קריטיים או לטווח ארוך עם מעטפת פסיבציה מלאה (פסיבציה של חומצה חנקתית לפי ASTM A967) ואחסון בשקיות אטומות עם חומר יובש. גישה זו המופיעה כאן מקשרת את צפיפות שטף הכלוריד שיורית לתקופות התחלת בור הניתנות למדידה בתנאי סביבה לחות, ומאפשרת לקונים להימנע מכשלי קורוזיה לפני-שירות כתוצאה מניקוי לא מספיק לאחר-ייצור.