지속적인 사용 직물 가공 히터 서비스에서 2.0mm 316 스테인레스 스틸 외장이 18개월 이내에 활성 부식 침투를 경험하는 수산화나트륨 농도와 피복 표면 온도의 특정 조합은 무엇입니까?

머서라이징 기계, 가성 환원 범위 및 염색욕 히터와 같은 섬유 가공 장비용 전기 침지 히터를 사용하는 공정 엔지니어는 60~95도 온도에서 5~25% 농도의 수산화나트륨을 처리합니다. 천과의 접촉 및 가공 장비의 진동에 대한 기계적 강도를 위해 2.0mm 316 스테인리스 스틸 외장이 필요한 경우가 많습니다. 그러나 부식성 농도와 지속적인 와트 밀도로 인한 외피 표면 온도 상승의 특정 조합으로 인해 패시브 코팅이 실패하여 18개월 이내에 2.0mm 벽을 뚫는 활성 일반 부식이 발생할 수 있습니다. 이 기사에서는 직물 가공에서 지속적인 서비스를 위해 2.0mm 316 외장을 교체해야 하는 정확한 지점을 결정합니다.

높은 온도에서 316의 부식 전이 부식성
316 스테인리스강은 농도와 온도의 함수로서 수산화나트륨 용액에서 특징적인 수동{1}}능동 전이를 보여줍니다. 전이 온도 이하의 부식률은 0.1mm/년 미만입니다. 요율은 전환보다 연간 1mm 이상 클 수 있습니다. 10% NaOH에서의 전이 온도는 약 90도입니다. 15% NaOH에서는 75C입니다. 20% NaOH에서는 65도까지 낮아집니다. 25% NaOH에서는 55도에서 변화가 발생합니다. 연속-부하 침지 히터의 외피 표면 온도는 일반적으로 와트 밀도로 인해 벌크 용액 온도보다 15~25도 높습니다. 18% NaOH 및 70도 벌크의 직물 머서화 조와 8W/cm²의 히터를 사용하는 경우 피복 표면 온도는 85~90도이며 이는 20% NaOH에 대한 65도 전이 임계값을 초과합니다. 활성 부식은 외장 표면에서 시작되어 0.8~1.5 mm yr−1의 속도로 전파됩니다. 2.0mm 보호관은 0.7~1.2년 안에 1.0mm(최소 구조 두께)까지 관통하므로 18개월 교체가 필요합니다.

중요한 18개월 서비스 수명 임계값
직물 제조와 관련된 온도에서 수산화나트륨 용액에 316개 샘플을 담그는 테스트를 기준으로, 다음과 같은 부식성 농도와 외피 표면 온도의 조합은 2.0mm 벽에 대해 최대 18개월의 사용 수명을 달성합니다.

농도 수산화나트륨, 중량 % 벌크 용액 온도 6W/cm2의 피복 표면 온도(15도 증가) 표면 온도에서 예상 부식률 2.0mm에서 1.0mm로 감소하는 데 소요되는 시간 교체 서비스 수명 5% 80도 95도 0.20 - 0.35mm/년 2.9 - 5.0년 3 - 6년 5% 85도 100도 0.35 - 0.60mm/년 1.7 - 2.9년 2 - 3.5년 5% 90도 105도 0.60 - 1.00mm/년 1.0 - 1.7년 1.2 - 2년
10% 70도 85도 0.15 - 0.25mm/년 ​​4.0 - 6.7년 5 - 8년
10% 75도 90도 0.25~0.40mm/년 2.5~4.0년 3~5년
10% 80도 95도 0.40~0.70mm/년 1.4~2.5년 1.8~3년
10% 85도 100도 0.70 - 1.10mm/년 ​​0.9 - 1.4년 1.2 - 1.8년
15% 60도 75도 0.20 - 0.35mm/년 ​​2.9 - 5.0년 3 - 6년
15% 65℃ 80℃ 0.35~0.60mm/년 1.7~2.9년 2~3.5년
15% 70도 85도 0.60~1.00mm/년 1.0~1.7년 1.2~2년
15% 75도 90도 1.00~1.50mm/년 0.7~1.0년 0.8~1.2년 20% 50도 65도 0.25~0.40mm/년 2.5~4.0년 3~5년
20% 55도 70도 0.40~0.70mm/년 1.4~2.5년 1.8~3년
20% 60도 75도 0.70~1.20mm/년 0.8~1.4년 1.2~1.8년
20% 65도 80도 1.20~2.00mm/년 0.5~0.8년 0.6~1년 25% 45도 60도 0.35~0.60mm/년 1.7~2.9년 2~3.5년 25% 50도 65도 0.70~1.10mm/년 0.9~1.4년 1.2~1.8년
25% 55도 70도 1.20~2.00mm/년 0.5~0.8년 0.6~1년
벌크 온도 65도의 직물 머서라이징 조(18% NaOH)에서 피복 표면은 6W/cm2에서 피복 2.0mm에 대해 약 80도입니다. 예상 부식 속도는 0.8~1.4mm/년으로, 0.7~1.2년 안에 2.0mm 벽이 1.0mm로 줄어들 것입니다. 신중한 절차를 통해 18{13}}개월 교체가 가능합니다. 벌크 온도를 60도까지 낮추면 표면 온도는 75도, 부식 속도는 연간 0.6~1.0mm, 수명은 1.2~1.8년으로 낮아집니다.

18개월 교체 일정을 위한 안전한 작동 봉투
최소 18개월의 서비스 수명을 보장하기 위해 벽을 1.0mm로 축소하려면 교체가 필요하기 전에 다양한 와트 밀도에서 2.0mm 316 보호관에 대한 최대 안전 벌크 수산화나트륨 온도가 다음 표에 나와 있습니다.

와트 밀도(온도 상승) 10% NaOH의 최대 벌크 온도 15% NaOH의 최대 벌크 온도 18% NaOH의 최대 벌크 온도 20% NaOH의 최대 벌크 온도 25% NaOH의 최대 벌크 온도
4 W/cm2(10도 상승) 82도 72도 66도 62도 52도 6 W/cm2(15도 상승) 77도 67도 61도 57도 47도 8 W/cm2(20도 상승) 72도 62도 56도 52도 42도 10 W/cm2(25도 상승) 67도 57도 51도 47도 37도
6W/cm2(15도 상승, 75도 표면)의 60도 벌크 온도에서 18% NaOH의 섬유 가공 조의 경우 안전한 벌크 한계는 61도-입니다. 동일한 와트 밀도를 갖는 65도 벌크에서는 안전 한계가 초과되며 18개월의 서비스 수명이 보장되지 않습니다.

지난 18개월의 수명 연장을 위한 설계 변경
직물 가공 조건에서 2.0mm 316 피복의 수명을 18개월로 제한하는 가성 농도와 온도가 필요한 경우 세 가지 조정을 통해 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 첫 번째는 더 긴 히터나 더 많은 히터를 사용하여 와트 밀도를 낮추는 것입니다. 6 W/cm 2 에서 4 W/cm 2 로 이동하면 표면 온도 상승이 15도에서 10도로 감소하고 대부분의 농도가 1-1.5년 체계에서 1.5~2.5년 체계로 이동합니다. 두 번째 변화는 히터 표면 전체의 용액 흐름을 향상시키는 것입니다. 교반 또는 순환 펌프는 난류로 인한 표면 온도 상승을 40~60% 제한하여 외장을 더 차갑게 유지하고 수동 모드로 유지할 수 있습니다. 세 번째 변화는 합금 600 또는 합금 825와 같은 니켈 기반 합금으로 전환하는 것입니다. 이러한 재료는 80도에서 25% NaOH에서 부식 속도가 0.1mm/년 미만이므로 사용 수명이 10+년입니다. 예상치 못한 히터 고장으로 인해 생산 손실이 계속되는 섬유 가공 공장의 경우 합금 업그레이드에 따른 증분 비용이 신속하게 회복됩니다. 가성 직물용 히터를 지정할 때는 항상 올바른 NaOH 농도, 벌크 온도, 예상 사용률 및 원하는 교체 간격을 명시하십시오. 2.0mm 316 외장에 대한 18개월 교체 임계값은 가성 농도, 벌크 온도 및 와트 밀도의 예측 가능한 함수이며 머서화 및 가성 환원 작업에서 히터 수명을 정확하게 예측할 수 있습니다.