За процесне инжењере одговорне за електричне грејаче за урањање у галванизоване купке, сумпорна киселина се обично користи у растворима за бакар, никл и хром. Типичне концентрације се крећу од 5-15% сумпорне киселине на радним температурама од 40-60 степени. Плашт од нерђајућег челика од 1,2 мм 316 је уобичајен због ограничења простора у резервоарима за полагање и потребе за брзим термичким одговором. Међутим, под специфичним комбинацијама концентрације киселине и повишене температуре површине плашта у односу на густину у ватима, убрзана општа корозија може смањити радни век на шест месеци или мање. Овај чланак идентификује прецизне граничне вредности где омотач од 1,2 мм 316 захтева полу-годишњу замену у сервису грејача купатила са галванизацијом.
Корозивно понашање 316 у разблаженој сумпорној киселини на повишеним температурама површине
У концентрацијама сумпорне киселине испод 15% на температурама испод 50 степени, нерђајући челик 316 показује пасивно понашање са стопама корозије испод 0,1 мм годишње. Међутим, како температура расте, пасивни филм постаје мање стабилан. На 60 степени, стопа корозије у 10% сумпорне киселине расте на 0,2-0,4 мм годишње. На 70 степени достиже 0,5-1,0 мм годишње. На 80 степени, стопа прелази 2 мм годишње. За плашт од 1,2 мм, минимална дебљина конструкције за задржавање притиска је приближно 0,6 мм. Продор корозије од 0,6 мм (од 1,2 мм до 0,6 мм) се јавља за 6 месеци при брзини корозије од 1,2 мм годишње. Шестомесечни праг замене се достиже када комбинација концентрације киселине и температуре површине омотача производи стопу корозије од приближно 1,0–1,5 мм годишње.
Критични прагови за шест{0}}месечни радни век
На основу тестирања урањањем 316 узорака у растворе сумпорне киселине на температурама релевантним за услугу галванизације, следеће комбинације концентрације киселине и температуре површине омотача дају максимални радни век од шест- месеци за зид од 1,2 мм.
| Концентрација сумпорне киселине (тежински %) | Температура у купатилу | Температура површине омотача на 8 В/цм² (раст од 18 степени) | Очекивана стопа корозије на површинској температури | Време за смањење од 1,2 мм до 0,6 мм | Радни век до замене |
|---|---|---|---|---|---|
| 5% | 40 степени | 58 степени | 0,15 – 0,30 мм/год | 2 – 4 године | 3 – 5 година |
| 5% | 50 степени | 68 степени | 0,40 – 0,70 мм/год | 0,9 – 1,5 година | 1 – 2 године |
| 5% | 55 степени | 73 степена | 0,70 – 1,20 мм/год | 0,5 – 0,9 година | 0,6 – 1 година |
| 8% | 40 степени | 58 степени | 0,20 – 0,40 мм/год | 1,5-3 године | 2 – 4 године |
| 8% | 45 степени | 63 степен | 0,40 – 0,70 мм/год | 0,9 – 1,5 година | 1 – 2 године |
| 8% | 50 степени | 68 степени | 0,70 – 1,20 мм/год | 0,5 – 0,9 година | 0,6 – 1 година |
| 10% | 35 степени | 53 степена | 0,20 – 0,40 мм/год | 1,5-3 године | 2 – 4 године |
| 10% | 40 степени | 58 степени | 0,40 – 0,70 мм/год | 0,9 – 1,5 година | 1 – 2 године |
| 10% | 45 степени | 63 степен | 0,70 – 1,20 мм/год | 0,5 – 0,9 година | 0,6 – 1 година |
| 12% | 35 степени | 53 степена | 0,30 – 0,50 мм/год | 1,2-2 године | 1,5-2,5 године |
| 12% | 40 степени | 58 степени | 0,60 – 1,00 мм/год | 0,6 – 1,0 година | 0,8 – 1,2 године |
| 12% | 45 степени | 63 степен | 1,00 – 1,80 мм/год | 0,3 – 0,6 година | 0,4 – 0,7 година |
| 15% | 30 степени | 48 степени | 0,30 – 0,50 мм/год | 1,2-2 године | 1,5-2,5 године |
| 15% | 35 степени | 53 степена | 0,60 – 1,00 мм/год | 0,6 – 1,0 година | 0,8 – 1,2 године |
| 15% | 40 степени | 58 степени | 1,20 – 2,00 мм/год | 0,3 – 0,5 година | 0,4 – 0,6 година |
За купку за галванизацију која користи 10% сумпорну киселину на 45 степени запреминске температуре са омотачем од 1,2 мм при 8 В/цм², површина омотача достиже приближно 63 степена. Очекивана стопа корозије је 0,7–1,2 мм годишње, смањујући зид од 1,2 мм на 0,6 мм за 0,5–0,9 година. Замена за шест- месеци је одговарајућа. Смањење основне температуре на 40 степени смањује површинску температуру на 58 степени, смањујући стопу корозије на 0,4–0,7 мм годишње и продужавајући животни век на 1–2 године.
Сигурна оперативна коверта за шест-месечни распоред замене
Следећа табела даје максималну безбедну температуру сумпорне киселине у расутом стању за омотач од 1,2 мм 316 при различитим густинама вати да би се постигао век трајања од најмање шест месеци пре него што се смањи зид на 0,6 мм захтева замену.
| Густина у ватима (пораст температуре) | Максимална температура за 5% Х₂СО₄ | Максимална температура за 8% Х₂СО₄ | Максимална температура за 10% Х₂СО₄ | Максимална температура за 12% Х₂СО₄ | Максимална температура масе за 15% Х₂СО₄ |
|---|---|---|---|---|---|
| 4 В/цм² (подизање од 10 степени) | 63 степен | 58 степени | 53 степена | 50 степени | 45 степени |
| 6 В/цм² (подизање од 14 степени) | 59 степени | 54 степен | 49 степени | 46 степени | 41 степен |
| 8 В/цм² (подизање од 18 степени) | 55 степени | 50 степени | 45 степени | 42 степена | 37 степени |
| 10 В/цм² (раст од 22 степена) | 51 степен | 46 степени | 41 степен | 38 степени | 33 степен |
| 12 В/цм² (раст од 26 степени) | 47 степени | 42 степена | 37 степени | 34 степен | 29 степени |
За типичну купку за галванизацију која користи 10% сумпорну киселину на 45 степени запреминске температуре са 8 В/цм² (18 степени пораста, 63 степена површине), безбедно ограничење запремине је 45 степени - маргинално. Смањење густине у ватима на 6 В/цм² (подизање од 14 степени, површина од 59 степени) даје безбедно ограничење запремине од 49 степени, што чини 45 степени прихватљивим за шест-месечну замену.
Модификације дизајна како би се продужио живот на више од шест месеци
Када услови галванизације захтевају омотач од 1,2 мм 316, а животни век од шест- месеци је недовољан, три модификације могу да продуже радни век. Први је да смањите густину у ватима коришћењем дужег грејача. Смањење са 8 В/цм² на 4 В/цм² смањује пораст површинске температуре са 18 степени на 10 степени, прелазећи са 6-месечног режима на режим од 1-2 године. Друга модификација је да се повећа циркулација киселине преко површине грејача. Турбулентно струјање може смањити пораст температуре површине за 40–60%, одржавајући омотач хладнијим. Трећа модификација је додавање инхибитора корозије. Комерцијални инхибитори за сумпорну киселину могу смањити стопу корозије за 50-80%. За купке за облагање које захтевају 12–15% сумпорне киселине на 45–50 степени, инжењери би требало да пређу на вишу легуру као што је легура 20 или легура 825. Ови материјали одржавају пасивно понашање у разблаженој сумпорној киселини на температурама до 80 степени, продужавајући век трајања на 5–10 година. Када одређујете грејаче за услугу галванизације, увек наведите тачну концентрацију киселине, температуру у расутом стању и жељени интервал замене. Произвођач који препоручује 316 за 15% сумпорну киселину на 50 степени без разматрања очекиваног радног века не даје одговорне смернице. Шестомесечни праг замене за омотач од 1,2 мм 316 је предвидљива функција концентрације киселине, запреминске температуре и густине у ватима, омогућавајући тачно предвиђање века трајања грејача и планирање одржавања у операцијама галванизације.
