Ar Pa Gyfuniad Penodol o Ganolbwyntio Asid Sylffwrig a Thymheredd Sydd Ei Angen ar Wain Dur Di-staen 2.0 Milimedr 316 sy'n Islaw 5 Wat Fesul Centimedr Sgwâr i Atal Cyrydiad Gweithredol mewn Baddonau Piclo Metel?

Mae peirianwyr proses sy'n adeiladu gwresogyddion trochi trydan ar gyfer baddonau piclo metel mewn melinau dur a diwydiannau gwneuthuriad metel yn wynebu un o'r amodau mwyaf llym ar gyfer 316 o weinau dur di-staen wrth wynebu asid sylffwrig ar dymheredd eithafol. Mae baddonau piclo yn cael eu gweithredu'n gyffredin ar dymheredd o 60 i 90 gradd a chrynodiadau asid sylffwrig o 10 i 25%, yn aml gyda halwynau haearn toddedig, sy'n cymhlethu'r ymddygiad cyrydiad hyd yn oed ymhellach. Yn aml, dewisir trwch wal 2.0 mm i ganiatáu ar gyfer cyrydiad ac i roi gwydnwch mecanyddol i gynnwrf y bath a chyswllt â'r darn gwaith. Fodd bynnag, mae rhedeg ar ddwysedd wat arferol o 8-12 W/cm2 yn achosi tymheredd wyneb y wain fod 20-40oC yn uwch na thymheredd y bath swmp, a all arwain at y wain yn mynd i mewn i'r gyfundrefn cyrydu gweithredol gyda chyfraddau cyrydiad o fwy na 5 mm y flwyddyn. Yn y papur hwn, rydym yn nodi'r cyfuniadau tymheredd-crynodiad cymwys y mae angen diystyru gwain 2.0 mm 316 o dan 5 W / cm2 i aros y tu mewn i'r gyfundrefn cyrydu goddefol.

316 Dur Di-staen mewn Asid Sylffwrig: Y Newid o Goddefol i Actif
Mae Erthygl 30 yn nodi bod y trawsnewidiad gweithredol o 316 o ddur gwrthstaen mewn asid sylffwrig yn dibynnu i raddau helaeth ar dymheredd a chrynodiad . Cyfraddau cyrydu yw < 0.2 mm bl−1 yn y gyfundrefn oddefol. Mae'r cyfraddau yn y gyfundrefn weithredol yn 5-20 mm y flwyddyn. Mae ffin newid amodau'r bath piclo yn dilyn cromlin benodol. Y tymheredd pontio ar gyfer 10 y cant. asid sylffwrig yw tua 55 gradd C. Ar 15% yn 45 gradd pontio. Ar 20% mae'n gostwng i 38 gradd. Mae'n cael hyd at 32 gradd . - 25%. Ar gyfer gwresogydd mewn bath swmp ar 70 gradd gyda 15% o asid sylffwrig, mae'r cyflwr swmp yn unig eisoes dros y tymheredd trawsnewid 45 gradd - mae'r bath yn cyrydol i 316 yn weithredol heb unrhyw fflwcs gwres. 316 yn briodol o dan yr amgylchiadau hyn waeth beth fo'r trwch wal neu ddwysedd y wat. Fodd bynnag, mae llawer o faddonau piclo yn y parth trawsnewid lle mae'r amodau swmp yn oddefol, ond mae'r cynnydd yn nhymheredd wyneb y wain, oherwydd fflwcs gwres, yn gwthio'r wain i'r drefn weithredol. Mae'r cynnydd tymheredd o'r swmp i wyneb y wain tua 25-30 gradd ar gyfer gwain o 2.0 mm ar 10 W/cm². Mae bath swmp ar 40 gradd gyda 15% asid (goddefol) yn arwain at dymheredd wyneb gwain o 65-70 gradd, sy'n fwy na'r trawsnewidiad 45 gradd, felly mae cyrydiad gweithredol yn digwydd ar wyneb y wain er gwaethaf y ffaith bod y bath swmp yn oddefol.

Trothwyon Derating Critigol 2.0 Milimetr Gwain
Mae anghenion sy'n deillio o brofion cyrydiad ar 316 o samplau, ar dymheredd a chrynodiadau sy'n berthnasol i baddonau piclo, fel a ganlyn. Gwain gyda wal 2.0 mm. Gwerthoedd yw'r dwysedd wat uchaf sy'n cynnal tymheredd wyneb y wain o leiaf 5 gradd yn is na'r tymheredd trawsnewid gweithredol goddefol ar gyfer y crynhoad swmp a roddir.

Crynodiad Asid Sylffwrig Swmp Tymheredd Bath Goddefol-Tymheredd Trawsnewid Gweithredol ar y Crynodiad Hwn Uchafswm tymheredd arwyneb gwain (trawsnewidiad – ymyl diogelwch 5 gradd)Uchafswm. Dwysedd Wat Caniataol am 2.0 mm. Gwain Cam Gweithredu a Argymhellir 10% 30 gradd 55 gradd 50 gradd 12 W/cm² Yn ddiogel ar ddwysedd wat safonol
10% 40 gradd 55 gradd 50 gradd 6 W/cm² Cyfradd 10% 45 gradd 55 gradd 50 gradd 3 W/cm2 Ymylol; Ystyriwch uwchraddio aloi 10% Uwchlaw 48 gradd 55 gradd 50 gradd Ddim yn bosiblTitaniwm neu Aloi 20
15% 25oC 45oC 40oC 10 W/cm2 Diogel mewn dwysedd wat cymedrol
15% 30 gradd 45 gradd 40 gradd 6 W/cm² Angenrheidiol
15% 35 gradd 45 gradd 40 gradd 2 W/cm2 Nid aloi newid ymarferol
15% Uwchlaw 38 gradd 45 gradd 40 gradd Ddim yn bosibl 316 ddim yn ymarferol
20% 20 gradd 38 gradd 33 gradd 8 W/cm² Yn ddiogel ar ddwysedd wat isel
20% 25C 38C 33C 4 W/cm2 Prif derating 20% ​​Uchod 28C 38C 33C Ddim yn bosibl 316 ddim yn addas
25% <25°C 32°C 27°C <3 W/cm² 316 not recommended
25% > 25 gradd 32 gradd 27 gradd Ddim yn bosibl Defnyddio Alloy 20 neu Titaniwm
Ar gyfer baddon piclo nodweddiadol ar 15% o asid sylffwrig a thymheredd swmp 35 gradd, rhaid i'r wain 2.0 mm 316 fod ar neu'n is na 2 W/cm2 i atal cyrydiad gweithredol. Ar y dwysedd wat hwn byddai'r gwresogydd yn wresogydd anymarferol o hir ar gyfer gofynion pŵer cyfartalog o 10-20 kW. Felly nid 316 yw'r ffit iawn ar gyfer y gwasanaeth hwn. Dylai peirianwyr ystyried defnyddio Alloy 20 (Carpenter 20) neu Alloy 825, y mae gan y ddau ohonynt dymheredd trosiannol goddefol-actif 30-50 gradd yn fwy na 316 mewn asid sylffwrig.

Newidiadau Dyluniad i Atal Cyrydiad Gweithredol Heb Derating
Os yw amodau'r baddon piclo yn agos at y ffin drawsnewid a bod gwain 2.0 mm 316 eisoes yn ei le neu'n angenrheidiol, gall tri addasiad dylunio osgoi cyrydiad gweithredol heb ollwng y dwysedd wat yn is na'r terfynau ymarferol. Y cyntaf yw gwella cylchrediad asid ar draws yr arwyneb gwresogi. Mae'r llif cythryblus gyda chyflymder o 1–2 m/s yn gostwng codiad tymheredd wyneb y wain o 25-30 i 10-15 gradd, a all atal y wain rhag cyrraedd y pwynt trawsnewid. Yr ail newid yw ychwanegu cyfrwng ocsideiddio yn y bath. Gall ychwanegiadau bach o ïonau fferrig neu hydrogen perocsid symud y trosglwyddiad goddefol i dymereddau uwch o 10-20 gradd C, gan ddychwelyd i ymddygiad goddefol. Y trydydd newid yw'r dyluniad gwresogydd dwysedd wat deuol sydd â dwysedd pŵer is yn rhan isaf y bath gyda'r tymereddau mwyaf oherwydd haeniad . Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau bathio piclo, yr ateb peirianyddol yw uwchraddio o 316 i aloi mwy gwrthiannol. Yn nodweddiadol, y gwahaniaeth cost rhwng gwain 2.0 mm 316 a gwain Alloy 20 o'r un maint yw 30-50%, ond mae bywyd y gwasanaeth yn gwella o fisoedd i 5-10 mlynedd. Wrth bennu gwresogyddion ar gyfer baddonau piclo dylai'r peirianwyr roi cyfansoddiad cyflawn y baddon, yr ystod tymheredd a faint o gynnwrf a ragwelir i'r cyflenwr. Os yw'r gwneuthurwr yn argymell 316 ar gyfer asid sylffwrig 15% ar 50 gradd ac nad yw'n siarad am derating neu'r posibilrwydd o rydu gweithredol, nid yw'n rhoi cyngor cymwys. Mae'r newid o gyrydiad goddefol i gyrydiad gweithredol mewn asid sylffwrig yn gyflym ac yn ddidrugaredd. Bydd gwain 2.0-mm sy'n colli 5 mm y flwyddyn mewn cyrydiad gweithredol yn tyllu mewn llai na 5 mis. Derating<5 W/cm 2 is seldom feasible for commercial pickling baths, therefore alloy upgrade remains the only reliable remedy for most applications.