Ar Pa Gyfuniad Penodol o Ganolbwyntio Asid Sylffwrig a Thymheredd Sydd Ei Angen ar Wain Dur Di-staen 2.0 Milimedr 316 sy'n Goneddu Islaw 8 Wat Fesul Centimedr Sgwâr i Atal Treiddiad Cyrydiad Cyffredinol O Fewn Chwe Mis 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, ar y dwysedd wat cyfartalog o 8-12 W/cm 2 , mae tymheredd wyneb y wain wedi'i godi 20-40 gradd yn uwch na thymheredd y bath swmp, efallai gan roi'r wain yn y gyfundrefn cyrydu gweithredol lle mae cyfraddau cyrydiad yn uwch na 5 mm y flwyddyn. Mae'r erthygl yn darparu'r cyfuniadau penodol o grynodiad a thymheredd sy'n ei gwneud yn ofynnol i wain 2.0 mm 316 gael ei atal o dan 8 W / cm2 er mwyn osgoi treiddiad cyrydiad cyffredinol o fewn chwe mis.

Goddefol-Trawsnewidiad Gweithredol o 316 Dur Di-staen mewn Asid Sylffwrig
Fel yr adroddwyd mewn papurau blaenorol, mae'r trawsnewidiad goddefol gweithredol ar gyfer 316 o ddur di-staen mewn asid sylffwrig yn eithaf sensitif i dymheredd a chrynodiad. Yn y gyfundrefn oddefol mae'r cyfraddau cyrydiad yn llai na 0.2 mm y flwyddyn. Mae'r cyfraddau yn y drefn 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 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 cael eu gweithredu yn y parth trawsnewid lle mae'r amodau swmp yn oddefol ond mae tymheredd wyneb y wain yn cael ei yrru i'r drefn weithredol gan y llif gwres uchel. Ar gyfer trwch gwain o 2.0 mm ar 8 W/cm2 mae'r codiad tymheredd o swmp i wyneb gwain tua 20-25 gradd. Mae'r bath swmp ar 40 gradd gyda 15% asid (goddefol) felly mae tymheredd wyneb y wain yn 60-65 gradd sy'n uwch na'r gradd 45 felly mae cyrydiad gweithredol trawsnewidiol yn digwydd ar wyneb y wain hyd yn oed os yw'r bath swmp yn oddefol.

Trothwyon Critigol Gwain o 2.0 mm
Mae profion cyrydiad o 316 o samplau ar dymheredd a chrynodiadau o arwyddocâd i baddonau piclo wedi cynhyrchu'r gofynion derating canlynol ar gyfer gwain wal 2.0 mm i atal treiddiad cyrydiad cyffredinol o fewn chwe mis. Mae gwerthoedd yn cynrychioli'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 penodol.

Crynodiad Asid Sylffwrig Swmp Tymheredd Bath Goddefol-Tymheredd Trawsnewid Gweithredol ar y Crynodiad Hwn Tymheredd wyneb y wain uchaf (trawsnewid - ymyl diogelwch 5 gradd) Dwysedd Wat Uchaf a Ganiateir ar gyfer Gwain 2.0 mm Amser disgwyliedig i dreiddiad 2.0 mm gyda dwysedd watedd uwch
10% 35 gradd 55 gradd 50 gradd 12 W/cm2 8-12 mis ar 12 W/cm2 10% 40 gradd 55 gradd 50 gradd 8 W/cm2 6-9 mis ar 8 W/cm2
10% 45 gradd 55 gradd 50 gradd 4 W/cm2 4-6 mis ar 8 W/cm2 10% 50 gradd 55 gradd 50 gradd 0 W/cm2 (ddim yn ymarferol) 2-4 mis ar unrhyw ddwysedd wat
30 gradd 45 gradd 40 gradd 15% 10 W/cm² 6-10 mis ar 10 W/cm²
15% 35 gradd 45 gradd 40 gradd 6 W/cm² 4–6 mis ar 8 W/cm²
15% 40 gradd 45 gradd 40 gradd 2 W/cm2 3-5 mis 6 W/cm2
15% >42 gradd 45 gradd 40 gradd Ddim yn bosibl 2-3 mis 20% 25 gradd 38 gradd 33 gradd 8 W/cm2 5-8 mis ar 8 W/cm2
20% 30ºC 38ºC 33ºC 4 W/cm2 3-5 mis i 6 W/cm2
20% 35 gradd 38 gradd 33 gradd 0 W/cm² (ddim yn bosibl) 2-3 mis 25%< 25°C < 32°C < 27°C < 4 W/cm2 2-4 months at 5 W/cm2
Ar gyfer baddon piclo nodweddiadol ar dymheredd swmp 40 gradd ar 15% o asid sylffwrig, rhaid i wain 2.0 mm 316 weithredu ar neu'n is na 2 W/cm 2 i gadw wyneb y wain o dan 40 gradd ac yn oddefol. Ar 8 W/cm2 mae wyneb y wain tua 60-65 gradd C, ymhell i mewn i'r drefn weithredol a byddai cyrydiad cyffredinol yn bwyta trwy'r wal 2.0 mm ymhen rhyw 3-5 mis. Hyd at 6 W/cm² yn ymestyn oes i 4-6 mis ond o dan 6 mis. Mae maint 4 W/cm2 yn rhoi gweithrediad goddefol a 5+ bywyd blwyddyn ond anaml y mae dwysedd wat mor isel yn ymarferol ar gyfer baddonau piclo diwydiannol.

Amlen Gweithredu Diogel - Bywyd Gwasanaeth Chwe Mis
Mae'r tabl isod yn rhestru'r crynodiad mwyaf diogel o asid sylffwrig swmp a chyfuniadau tymheredd ar gyfer 2.0 mm 316 gwain i ddarparu bywyd gwasanaeth chwe mis ar ddwysedd wat amrywiol heb dreiddiad cyrydiad gweithredol.

Tymheredd Swmp Dwysedd Uchaf ar gyfer 10% H2SO4 Tymheredd Swmp Uchaf ar gyfer 15% H2SO4 Tymheredd Swmp Uchaf ar gyfer 20% H2SO4 Tymheredd Swmp Uchaf ar gyfer 25% H2SO4 4 W/cm2 48 gradd 38 gradd 30 gradd 25 gradd {7 gradd W} 22 gradd 8 W/cm2 43 gradd 32 gradd 25 gradd Ddim yn ddiogel 10 W/cm2 40 gradd 28 gradd Ddim yn ddiogel Ddim yn ddiogel
12 W/cm2 36 gradd Ddim yn ddiogel Ddim yn ddiogel Ddim yn ddiogel
Byddai gwain 2.0 mm 316 ar 8 W/cm2 â thymheredd arwyneb o tua 58 gradd, uwchlaw'r trawsnewidiad 45 gradd, ar gyfer baddon piclo sy'n gweithredu ar dymheredd o 15% asid sylffwrig a thymheredd swmp 35 gradd. Mae'n debyg na fydd yn para chwe mis. Mae dwysedd wat o 4 W / cm ^ 2 yn cadw'r wyneb tua 48 gradd, yn uwch na'r tymheredd trawsnewid o 45 gradd, ond mae'r gyfradd llif gwres is yn arafu'r gyfradd cyrydiad yn ddigonol i gael chwe mis cyn treiddiad. Ar swmp 45 gradd a 10% asid sylffwrig, mae 4 W / cm² yn rhoi tymheredd arwyneb o tua 58 gradd, sy'n uwch na'r tymheredd trawsnewid o 55 gradd, ac mae'r bywyd chwe mis yn ymylol.

Newidiadau dylunio i gyflawni bywyd chwe mis heb derating
Os yw amodau'r bath piclo yn gofyn am ddwysedd wat uwch na'r hyn a ganiateir ar gyfer gweithrediad diogel, bydd tri addasiad dylunio yn darparu bywyd gwasanaeth chwe mis gyda gwain 2.0 mm 316 heb fod yn is na 8 W/cm2. Y cyntaf yw gwella cylchrediad asid ar draws wyneb y gwresogydd. Y llif cythryblus gyda chyflymder o 1-2 m/eiliad. yn lleihau twf tymheredd wyneb y wain o 25 gradd i 10-15 gradd gyda'r un dwysedd wat. Gallai gwresogydd gyda thymheredd arwyneb o 65 gradd o dan amodau llonydd weithredu ar 50 gradd mewn asid sy'n cylchredeg yn dda, a gallai yn wir ddisgyn o dan y trothwy trawsnewid. Yr ail newid yw cyflwyno atalydd cyrydiad i'r bath piclo. Gall atalyddion masnachol leihau'r cyfraddau cyrydiad gweithredol 70-90% a gallant ymestyn y gyfundrefn oddefol i dymheredd uwch. Yr addasiad terfynol yw defnyddio dyluniad gwresogydd dwysedd wat deuol gyda dwysedd pŵer is yn y rhan isaf o'r bath lle mae'r tymheredd yn uwch o haeniad. Yr ateb peirianneg gorau yw uwchraddio o 316 i aloi mwy gwrthsefyll fel Alloy 20 neu Alloy 825 ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau bath piclo. Fel rheol, 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 mewn asid sylffwrig 15-20% ar 50-60 gradd yn cynyddu o 3-6 mis i 3-5 mlynedd. Yn y dewis o wresogyddion ar gyfer baddonau piclo, dylai'r peiriannydd hysbysu'r cyflenwr ynghylch union gyfansoddiad y bath, yr ystod tymheredd a'r graddau disgwyliedig o gynnwrf. 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. Ar gyfer cyrydiad gweithredol, bydd gwain 2.0-mm gyda cholled o 5-mm y flwyddyn yn tyllu mewn llai na phum mis. Yn gyffredinol mae angen graddiad o dan 8 W/cm² am oes chwe mis, fodd bynnag mewn llawer o faddonau piclo diwydiannol sy'n is na 4 W/cm² mae'n anymarferol ac uwchraddio aloi yw'r unig ddewis dibynadwy.