전기도금 욕조 히터 서비스에서 1.2mm 316 스테인리스 스틸 보호관을 6개월마다 교체해야 하는 황산 농도와 온도의 특정 조합은 무엇입니까?

황산은 구리, 니켈, 크롬 도금액의 일반적인 성분입니다. 공정 엔지니어는 전기도금조의 전기 침지 히터를 담당합니다. 일반적인 농도는 40~60°C의 작동 온도에서 5~15% 황산입니다. 도금 탱크의 공간 제한과 신속한 열 반응이 필요하기 때문에 1.2mm 316 스테인레스 스틸 외장이 종종 사용됩니다. 그러나 일반적인 부식이 증가하면 산 농도와 와트 밀도에 따른 피복 표면 온도 상승의 특정 조합 하에서 사용 수명이 6개월 이하로 단축될 수 있습니다. 이 문서에서는 전기도금 욕조 히터 서비스를 위해 1.2mm 316 보호관을 반년마다 교체해야 하는 정확한 제한을 제공합니다.-

높은 표면 온도에서 묽은 황산에서 316의 부식 거동
50도 이하의 온도에서 15% 이하의 황산 농도에서 316 스테인리스강은 수동적이며 연간 0.1mm 이하의 속도로 부식됩니다. 그러나 패시브 필름은 고온에서 안정성이 떨어집니다. 10% 황산의 부식 속도는 60도에서 0.2~0.4mm/년으로 증가합니다. 70도에서는 연간 0.5~1.0mm로 증가합니다. 80도에서 비율은 > 2mm/yr입니다. 1.2mm 피복의 경우 압력 억제를 위한 최소 구조적 두께는 약 0.6mm입니다. 6개월 후에는 연간 1.2mm의 부식 속도로 0.6mm(1.2mm~0.6mm)의 부식 침투가 발생합니다. 6-개월 교체 임계값은 연간 1.0~1.5mm 정도의 부식 속도를 생성하는 산 농도와 피복 표면 온도의 조합에 해당합니다.

6개월 서비스 수명에 대한 중요한 임계값
전기도금 서비스 관련 온도에서 황산 용액에 316개 샘플을 담그는 테스트를 기반으로 한 산 농도와 피복 표면 온도의 다음 조합은 1.2mm 벽에 대한 최대 서비스 수명이 6개월이라는 결과를 가져옵니다.

황산 농도(중량%) 벌크 수조 온도 피복 표면 온도 8W/cm2(18도 상승) 표면 온도에서 예상 부식률 1.2mm ~ 0.6mm 감소 시간 교체 서비스 수명 5% 40도 58도 0.15~0.30mm/년 2~4년 3~5년 5% 50도 68도 0.40~ 0.70mm/연 0.9~1.5년 1~2년 5% 55도 73도 0.70~1.20mm/연 0.5~0.9년 0.6~1년 8% 40도 58도 0.20~0.40mm/연 1.5~3년 2~4년 8% 45도 63도 0.40~0.70mm/연 0.9~1.5년 1~2년 8% 50도 68도 0.70~1.20mm/연 0.5~0.9년 0.6~1년 10% 35도 53도 0.20~0.40mm/연 1.5~3년 2~4년
10% 40도 58도 0.40 - 0.70mm/년 ​​0.9 - 1.5년 1 - 2년
10% 45도 63도 0.70~1.20mm/년 0.5~0.9년 0.6~1년 12% 35도 53도 0.30~0.50mm/년 1.2~2년 1.5~2.5년 12% 40도 58도 0.60~1.00mm/년 0.6~1.0년 0.8~1.2년 12% 45도 63도 1.00~1.80mm/년 0.3~0.6년 0.4~0.7년 15% 30도 48도 0.30~0.50mm/년 1.2~2년 1.5~2.5년
15% 35도 53도 0.60~1.00mm/년 0.6~1.0년 0.8~1.2년
15% 40도 58도 1.20~2.00mm/년 0.3~0.5년 0.4~0.6년
벌크 온도 45도에서 10% 황산 전기도금조와 8W/cm²에서 1.2mm 피복의 피복 표면은 약 63도입니다. 예상되는 부식 속도는 0.7~1.2mm/년이며, 0.5~0.9년. 6개월 내에 1.2mm 벽을 0.6mm로 낮추는 것이 적합합니다. 벌크 온도를 40oC로 낮추면 표면 온도가 58oC로 감소하여 부식 속도가 연간 0.4~0.7mm로 감소하고 수명이 1~2년으로 줄어듭니다.

안전한 작동 봉투 6개월-개월 교체 일정
다음 표는 벽이 0.6mm로 저하되어 교체가 필요할 때까지 최소 서비스 수명을 6개월 제공하기 위한 다양한 와트 밀도에서 1.2mm 316 피복에 대한 최대 안전 벌크 황산 온도를 보여줍니다.

와트 밀도(온도 상승) 5% H2SO₄의 최대 벌크 온도 8% H2SO₄의 최대 벌크 온도 10% H2SO₄의 최대 벌크 온도 12% H2SO₄의 최대 벌크 온도 15% H2SO₄의 최대 벌크 온도 4 W/cm²(10도 상승) 63도 58도 53도 50도 45 6W/cm²(14도 상승) 59도 54도 49도 46도 41도 8W/cm²(18도 상승) 55도 50도 45도 42도 37도 10W/cm²(22도 상승) 51도 46도 41도 38도 33도 12W/cm²(26도 상승) 47도 42 37도 34도 29도
10% 황산 벌크 온도 45도 8W/cm2 18도 증가 표면 63도 안전 벌크 제한 45도 -표준 전기도금조의 한계. 와트 밀도를 6W/cm^2(상승 14도, 표면 59도)로 줄이면 안전한 벌크 제한이 49도가 됩니다. 따라서 6개월 교체에는 45도가 적합합니다.

6개월 이상의 삶을 개선하기 위한 설계 변경
전기도금 조건에 1.2mm 316 보호관이 필요하고 6개월의 수명이 충분하지 않은 경우 서비스 수명을 연장하기 위해 세 가지 수정을 할 수 있습니다. 첫 번째는 더 긴 히터를 사용하여 와트 밀도를 낮추는 것입니다. 8W/cm²에서 4W/cm²로 감소하면 표면 온도 상승이 18도에서 10도로 감소하여 6개월 단위에서 1~2년 단위로 낮아집니다. 두 번째 조정은 히터 표면 전체에 산의 순환을 촉진하는 것입니다. 난류는 표면 온도 상승을 40~60% 제한하여 외장을 더 차갑게 유지합니다. 세 번째 개선은 부식 억제제를 도입하는 것입니다. 상업용 황산 억제제는 부식 속도를 50~80%까지 줄일 수 있습니다. 45~50도에서 12~15% 황산을 사용하는 도금욕의 경우 엔지니어는 합금 20 또는 합금 825와 같은 더 높은 합금으로 업그레이드해야 합니다. 이러한 재료는 최대 80도의 묽은 황산에서 수동적 동작을 나타내므로 서비스 수명이 5~10년으로 늘어납니다. 전기도금 서비스용 히터를 지정할 때는 항상 산 농도, 벌크 온도 및 필요한 교체 기간을 명시하십시오. 장비의 예상 수명을 제공하지 않고 50도에서 15% 황산에 대해 316을 지정하는 생산자는 책임감 있게 행동하지 않습니다. 산 농도, 벌크 온도 및 와트 밀도의 예측 가능한 기능을 통해 전기도금 공정에서 히터 수명을 안정적으로 예측하고 유지 관리 계획을 세울 수 있습니다. 1.2mm 316 외장에 대한 6개월 교체 임계값은 다음과 같습니다.