Моделът на повреда на водната линия
Алкални вани за обезмасляване-натриев хидроксид, натриев карбонат и повърхностно активни вещества при 70-90 градуса -се използват за почистване на метални части преди покритие или боядисване. Потопяемите нагреватели от неръждаема стомана в тези вани развиват характерен модел на повреда: локализирана атака на интерфейса въздух-течност. Стената на тръбата изтънява, надрасква се и в крайна сметка изтича точно на водолинията, докато напълно потопените секции отдолу и изложените на изпарения секции отгоре остават относително непокътнати.
Атаката е причинена от комбинация от концентрация на каустик при изпаряващата се водолиния, обогатяване с кислород от въздуха и напрежение на опън в стената на тръбата от вътрешно налягане на парата. Комбинацията от концентрирана основа, кислород и напрежение създава условия за корозионно напукване под напрежение-известен режим на повреда за неръждаема стомана.
PTFE е имунизиран срещу каустична атака при всички концентрации и температури до 260 градуса. Не е податлив на корозионно напукване под напрежение. Режимът на повреда на водопровода е елиминиран.
Механизмът за атака на водната линия
На границата въздух-течност алкалният разтвор овлажнява повърхността на тръбата и се изпарява непрекъснато. Водата се изпарява; натриевият хидроксид не го прави. Концентрацията на каустик при водолинията се увеличава многократно от общата концентрация. 5% насипен разтвор на NaOH може да се концентрира до 20-30% при изпаряващата се водолиния.
Едновременно с това водолинията е изложена на атмосферен кислород. Кислородът деполяризира катодната реакция, ускорявайки скоростта на корозия. Пасивният филм върху неръждаема стомана-Cr₂O3-е стабилен в алкални разтвори при умерени температури, но може да бъде атакуван от концентриран, горещ NaOH, особено в присъствието на кислород и напрежение на опън.
Вътрешното налягане на парата създава обръчно напрежение в стената на тръбата. Комбинацията от концентриран каустик, кислород и напрежение на опън инициира корозионно напукване при каустик. Пукнатините се разпространяват по границите на зърната. Пукнатината в крайна сметка прониква в стената, причинявайки теч.
| Параметър за атака на водната линия | Неръждаема стомана 304 | Неръждаема стомана 316L | PTFE |
|---|---|---|---|
| Концентрация на каустик при водолинията | 2-6× насипно състояние (ефект на изпаряване) | 2-6× насипно състояние | Без ефект |
| Наличност на кислород | Висока (атмосферна) | високо | Без ефект |
| Чувствителност към каустик SCC | високо | Умерен | Няма (без SCC механизъм) |
| Скорост на корозия по водопроводната линия (относителна) | 1.0 (базова линия) | 0.6-0.8 | 0 |
| Срок на експлоатация в алкален обезмаслител (години) | 1-3 | 2-4 | 10+ |
PTFE имунитет
PTFE няма пасивен филм, който да се разруши. Той няма граници на зърната, по които да се разпространяват пукнатини. Той е химически инертен към натриев хидроксид при всички концентрации и температури до 260 градуса. Концентрацията на каустик при водолинията, независимо дали е 5% или 50%, няма ефект върху материала.
PTFE повърхността е хидрофобна. Алкалният разтвор не го намокря. Няма непрекъснат течен филм по водолинията, който да изпарява и концентрира каустика. Повърхността остава суха или носи само отделни капчици. Концентрационният ефект на водната линия, който стимулира атаката върху неръждаемата стомана, не се проявява при PTFE.
Оперативната полза
Премахването на корозията на водопровода удължава експлоатационния живот на топлообменника от 1-4 години до над 10 години. Честата подмяна на нагреватели от неръждаема стомана-със свързаните с това престой, труд и разходи за изхвърляне е елиминирана. Ваната не е замърсена с корозионни продукти от нагревателя, което удължава живота на разтвора за обезмасляване.
Резюме
Алкалните вани за обезмасляване атакуват нагревателите от неръждаема стомана на повърхността въздух-течност чрез концентрация на каустик, обогатяване с кислород и корозионно напукване под напрегнат каустик. PTFE топлообменниците са имунизирани-те нямат пасивен филм, нямат граници на зърната и нямат чувствителност към каустик SCC. Хидрофобната PTFE повърхност предотвратява концентрационния ефект на водната линия. Срокът на експлоатация се удължава от 1-4 години до над 10 години.
Инженерна поддръжка за спецификация на PTFE топлообменник в приложения за алкално почистване и обезмасляване е налична при подаване на химия на ваната, работна температура, текущия експлоатационен живот на нагревателя и местата на повреда.
