כאשר מחממי מחסניות פוגשים סביבות קורוזיביות: מדריך הישרדות לבחירת חומרים

חשיפה כימית מפרקת גופי חימום מהר יותר כמעט מכל גורם תפעולי אחר, אך בחירת החומר ניתנת בדרך כלל רק למבט שטחי במהלך המפרט. הרעיון שנירוסטה אינה משחתה כלל מוביל לטעויות יקרות במפעלים כימיים, מפעלי עיבוד מזון ואפילו מפעלים שנראים בטוחים. הידיעה כיצד מתכות שונות מגיבות לבעיות כימיות מסוימות היא מה שגורם לציוד מסויים להחזיק מעמד במשך שנים בעוד שאחרים צריכים להיות מוחלפים מדי חודש.

תנאי הכלוריד הם המקומות הנפוצים והמסוכנים ביותר לקורוזיה. אוויר מלח לאורך החוף, ניקוי כימיקלים במתקני מזון וכימיקלים תהליכיים בתעשייה הכימית, כולם מוסיפים יוני כלוריד שתוקפים נירוסטה 304 רגילה על ידי פיתול ופיצוח קורוזיה. התהליך מתחיל עם כלוריד שעובר דרך שכבת התחמוצת הפסיבית המגנה על פלדת אל-חלד. לאחר מכן ייצור חומצה מקומי שאוכל במהירות את המתכת הבסיסית. ברגע שמתחיל בור, ההתקפה מואצת מכיוון שהבור מייצר סביבה דלה בחמצן ועתירה בחומצה, מה שמעודד יותר התקפה.

בהשוואה לפלדות אל-חלד רגילות, סגסוגות Incoloy 800 ו-840 טובות בהרבה בעמידה בפני כלוריד. סגסוגות הניקל-ברזל-כרום האלו שומרות על השכבות הפסיביות שלהן יציבות במקומות שבהם נירוסטה 304 תתפרק. מבני תחמוצת עמידים יותר נעשים על ידי הוספת ניקל נוסף, שהוא בדרך כלל 30-35%. רמת כרום של כ-20% מעניקה לך הגנה נוספת. Incoloy היא לא רק בחירה טובה עבור מקומות עם הרבה חשיפה לכלוריד, כולל סביבות ימיות, שימוש משמעותי במלח או עיבוד כימי. זה הכרחי.

יש לחשוב על חומרים שונים במצבים חומציים. חומצות שונות, כמו חומצה גופרתית, חומצה הידרוכלורית וחומצות אורגניות שונות, תוקפות מתכות בדרכים שונות. חומצה גופרתית גורמת לדברים להתמוסס באופן כללי והופכת את המימן לשביר. חומצה הידרוכלורית מפרקת באגרסיביות את תחמוצות ההגנה. שיעורי הקורוזיה משתנים מאוד עם הריכוז והטמפרטורה. לדוגמה, חומצות מדוללות בטמפרטורת החדר יכולות להיות בסדר, בעוד שחומצות מרוכזות או מחוממות זקוקות לסגסוגות מיוחדות או ציפויים מגנים.

סביבות קאוסטיות אינן נפוצות מאוד בייצור רגיל, אולם הן מתרחשות בזמן ניקוי או ביצוע תהליכים כימיים מסוימים. אלומיניום ופלדות אל-חלד שונות נפגעות מתמיסות נתרן הידרוקסיד ואשלגן הידרוקסיד על ידי פיצוח קאוסטי. Incoloy הוא גם טוב לשימושים אלה שכן סגסוגות ניקל גבוהות עמידות מאוד בפני התקפה קאוסטית. אבל אתה צריך לבדוק את הריכוז והטמפרטורה המדויקים של הקוסטיק מול טבלאות קורוזיה, מכיוון ששיעורי ההתקפה עולים במהירות מעל רמות שצוינו.

קורוזיה אטמוספרית, שלעיתים קרובות לא ניתנת לה מספיק קרדיט, מפרקת באיטיות את מעטפות החימום במפעלים. תהליכי בעירה משחררים גופרית דו חמצנית, קירור או פעולות כימיות משחררות אדי אמוניה, ואדים אורגניים שונים יוצרים ציפויים קורוזיביים על משטחי מתכת. קורוזיה בחלק החיצוני של הנדן הופכת את הקיר לדק יותר, מה שמוביל בסופו של דבר לחורים המאפשרים לנוזל תהליך פנימה או לחשמל לדלוף החוצה. בדיקה קבועה של המשטחים החיצוניים מוצאת את הנזק הזה לפני שהוא מוביל להתמוטטות גדולה.

חלודה פנימית, למרות שקשה יותר לראות אותה, גרועה באותה מידה. נוזלי תהליך הנכנסים דרך אטמים קצה או פריצות מעטפת באים במגע עם אלמנט ההתנגדות ובידוד תחמוצת המגנזיום. מים, תמיסות מימיות או אדים שיכולים להתעבות לנוזל הופכים למאכל בעת חימום. כשהוא יבש, תחמוצת מגנזיום היא מוליך חום נהדר ומבודד חשמלי. עם זאת, כאשר הוא בא במגע עם תמיסות יוניות, הוא הופך להיות מוליך. זיהום פנימי זה גורם לתקלות קרקע, ערכי התנגדות מוזרים וכשלים בלתי צפויים.

הגנת הקצה חורגת רק מהמעטפת בכל הנוגע לבחירת חומרים. אטמי אפוקסי, מוביל טפלון ומגפי גומי סיליקון מגנים על המקומות שבהם מסתיימת הגנת הנדן. חלקים אלה צריכים להיות מסוגלים להתמודד עם הכימיקלים בסביבתם תוך שהם גמישים ולא מכניסים לחשמל. בסביבות כימיות קשות, הקצה הטרמינל נכשל בדרך כלל לפני החלק המחומם. משמעות הדבר היא שבחירה בסגסוגת הנדן הנכונה היא חיונית לא פחות מאשר איטום נכון.

כאשר סגסוגות רגילות אינן עובדות או אינן חסכוניות-, ציפויים מגנים הם אופציה. סוגים שונים של ציפויים, כמו קרמיקה, פולימרים ומתכות, יכולים להגן מפני חומרים מסוימים. אבל ציפויים מגיעים גם עם בעיות משלהם, כגון אי התאמה של התפשטות תרמית, תקלות בחריר ונזקים במהלך ההתקנה. אתה צריך להיות זהיר מאוד עם תנורי חימום מצופים, וייתכן שהם צריכים שלבים נוספים כדי להחליף אותם. תלוי במאפייני היישום וביכולת לעדכן האם להשתמש בתנורי חימום מצופים או בחומרי בסיס משופרים.

בדיקת תאימות כימית עשויה להיראות כמו-מעשה לא מובן, אבל אנשים מזניחים זאת לעתים קרובות כי הם קצרים בזמן או חושבים שהם יודעים מהם חומרים "סטנדרטיים". בדיקת טבילה של חומרים פוטנציאליים בנוזלי תהליך בפועל, בטמפרטורות עבודה ועם מחזוריות תרמית, מראה פגמים שמדידות מעבדה עלולות להחמיץ. נוזלי תהליך מכילים לעתים קרובות כמויות קטנות של זיהומים, מוצרי חמצון שלא תוכננו להם, או הרכבים משתנים שמשנים את מידת הקורוזיציה שלהם. בדיקות בעולם האמיתי, אפילו בצורות פשוטות יותר, מונעות מציוד ייצור להתקלקל ולעלות הרבה כסף.

עלות הבעלות הכוללת מושפעת מקורוזיה לאורך זמן, מה שמשפיע על הכלכלה של בחירת החומר. ברור שתנור שעולה פי שניים אבל מחזיק מעמד פי חמישה הוא עסקה טובה יותר. אבל הערכה זו צריכה לקחת בחשבון את הוצאות ההתקנה, עיכוב, אובדן מוצר אפשרי וסיכונים בטיחותיים הנלווים לכשלים בלתי צפויים. רכש חכם מסתכל על יותר מסתם מחיר הפריט. זה גם בוחן את העלויות לאורך כל חיי הפריט.

חוקי הסביבה גם מקשים על בחירת חומרים. שימושים מסוימים, כגון מגע עם מזון וציוד רפואי, מאפשרים רק סגסוגות מסוימות וטיפולי שטח. חלקי טרמינלים וחומרים פנימיים מושפעים מתאימות RoHS ומכללים דומים. כללים אלה מקשים על בחירת החומרים, אך הם גם מבהירים באילו מהם מותר להשתמש.