Esant kokiam konkrečiam kaustinės koncentracijos ir apvalkalo paviršiaus temperatūros deriniui, 1,2 milimetro 316 nerūdijančio plieno apvalkalas patiria kaustinės įtampos korozijos įtrūkimus celiuliozės ir popieriaus pramonės virškinamajame šildytuve?

Proceso inžinieriai, atsakingi už elektrinius panardinamuosius šildytuvus celiuliozės ir popieriaus katiluose, natrio hidroksido ir natrio sulfido derinį aukštesnėje temperatūroje sukuria aplinką, kurioje kaustinės įtampos korozijos įtrūkimai yra pagrindinė gedimo priežastis. Dėl kaustinės įtrūkimų susidaro trapūs tarpkristaliniai įtrūkimai, kurie gali prasiskverbti per 1,2 mm 316 apvalkalą per kelias savaites be akivaizdaus įspėjimo, kitaip nei dėl įdubimų ar įprastos korozijos. Kraftceliuliozės procese naudojamas baltas skystis su 15–20 % NaOH ir 5–10 % Na₂S, esant 150–170 laipsnių temperatūrai. Šių šildytuvų sienelių storis paprastai yra 1,2 mm, nes viryklės induose yra ribotos vietos. Straipsnyje nurodomas konkretus kaustinės medžiagos koncentracijos ir apvalkalo paviršiaus temperatūros derinys, kuriam esant 1,2 mm 316 apvalkalas per 1 000 valandų nepertraukiamai eksploatuojant atsiras kaustinės įtampos korozijos įtrūkimai.

316 kaustinės įtampos korozijos įtrūkimų mechanizmas
316 nerūdijančio plieno įtrūkimams dėl kaustinės įtampos korozijos reikalingos trys sąlygos: kaustinė koncentracija viršija slenkstinę vertę, temperatūra viršija įtrūkimo slenkstį ir tempimo įtempis. MgO izoliacijai sutankinti naudojamas purškimo metodas sukuria dideles liekamąsias tempimo deformacijas vidiniame apvalkalo paviršiuje -paprastai 150–250 MPa 1,2 mm sienai. Šie liekamieji įtempiai yra įtrūkimui reikalingo tempimo įtempio šaltinis. Šarminė koncentracija krekingo 316 150 ° C temperatūroje yra apie 5% NaOH. Slenkstinė temperatūra sumažinama iki 130°C esant 10% NaOH. Krekingas esant 15% NaOH viršija 110 laipsnių. Krekingas esant 20% NaOH virš 100°C. Baltojo tirpalo sąlygos (15–20 % NaOH, 150–170 laipsnių) gerokai viršija krekingo slenkstį. Įtrūkimai 1,2 mm 316 apvalkale paprastai atsiranda vidiniame paviršiuje, kur liekamieji įtempiai yra didžiausi po 100–500 valandų poveikio. Įtrūkimai per savaitę plinta 0,1–1,0 mm greičiu ir prasiskverbia per 1,2 mm sienelę per 1–3 mėnesius.

Apvalkalas 1.2 Kritinės įtrūkimo slenksčiai, skirti 1.2
Remiantis laboratoriniais 316 apvalkalo mėginių baltojo tirpalo modeliniame tirpale bandymais ir celiuliozės gamyklos pūdytuvų lauko gedimų analize, šie šarminės koncentracijos ir apvalkalo paviršiaus temperatūros deriniai lemia kaustinės įtampos korozijos įtrūkimą per 1000 valandų.

Natrio hidroksido koncentracija (svorio proc.) Natrio sulfido koncentracija (svorio proc.) Kritinė plyšių atsiradimo temperatūra, laikas iki įtrūkimo atsiradimo 150°C temperatūroje. Apvalkalo paviršiaus įtrūkimo laikas-Sienos įtrūkimas (1,2 mm) esant 150°C 5 – 8 % 2 – 0 1 val. 1200 – 2000 valandų 8 – 10 % 4 – 6 % 130°C 500 – 800 valandų 800 – 1500 valandų 10 – 12 % 5 – 7 % 120°C 300 – 500 valandų 500 – 1000 valandų
12 – 15 % 6 – 8 % 115 laipsnių 200 – 400 valandų 400 – 800 valandų 15 – 18 % 7 – 9 % 110 laipsnių 150 – 300 valandų 300 – 600 valandų
18 – 20 % 8 – 10 % 100 laipsnių 100 – 200 valandų 200 – 400 valandų
Daugiau nei 20 % Daugiau nei 10 % Mažiau nei 100 laipsnių 50 – 150 valandų 100 – 300 valandų
Krafto katilui, dirbančiam su 16% NaOH 155 laipsnių tūrinėje temperatūroje, apvalkalo paviršiaus temperatūra yra apytiksliai 155–160 laipsnių (darant prielaidą, kad temperatūra šiek tiek pakils dėl mažo vatų tankio dideliuose katiluose). Tai viršija 110 °C įtrūkimo slenkstį ir įtrūkimų susidarytų per 150–300 valandų. 1,2 mm apvalkalas greičiausiai perforuotų po 1–2 mėnesių nepertraukiamo veikimo. Lauko patirtis rodo, kad baltojo gėrimo serviravimo apvalkalai paprastai lūžta per 3–6 mėnesius, o vyraujantis gedimo būdas įtrūksta.

Saugus eksploatavimo vokas, skirtas 1,2 mm apvalkalui, naudojant kaustinį poveikį
Žemiau esančioje lentelėje nurodyta maksimali saugi kaustinė koncentracija 1,2 mm 316 apvalkalui esant skirtingoms apvalkalo paviršiaus temperatūroms, kad būtų išvengta kaustinės įtampos korozijos įtrūkimų per 1000 valandų eksploatavimo laiką. Vertės apima liekamuosius tempimo įtempius po skalbimo, kurių negalima sumažinti be po{5}}atkaitinimo.

Apvalkalo paviršiaus temperatūra Maksimali saugi NaOH koncentracija, apsauganti nuo įtrūkimų (be sulfido) Maksimali saugi NaOH koncentracija su 5% Na2S Numatomas įtrūkimo laikas esant maksimaliai saugiai koncentracijaiRekomenduotinas veiksmas 80°C 20% 15% 2 000 – 3 000 nepertraukiamos eksploatacijos valandos 1 5 % 1°C 1500 – 2500 valandų Ribotas tarnavimo laikas 100°C 12% 10% 1000 – 2000 valandų 316 nerekomenduojama 110°C 10% 8% 800 - 1500 valandų Naudokite atkaitintą arba legiruotą atnaujinimą 120°C, Allo -1% 80°0 val. reikalinga 130°C 6% 4% 300–800 valandų Lydinio atnaujinimas privalomas 140°C 4% 2% 200–500 valandų 316 netinkamas
Virš 150°C Nesaugu NesauguMažiau nei 200 valandų Naudokite nikelio lydinį
Saugus veikimo apvalkalas 1,2 mm 316 apvalkalui neegzistuoja plaušienos ir popieriaus viryklėje su 16% NaOH 155 °C temperatūroje. Įtrūkimai tikrai ateis per savaites ar mėnesius. Inžinieriai turės pasirinkti patvaresnį lydinį.

Konstrukcijos pakeitimai, siekiant išvengti šarminių įtrūkimų
Kai 316 apvalkalas turi būti naudojamas kaustinės eksploatacijos metu, trys konstrukcijos koregavimai gali pailginti tarnavimo laiką, tačiau nė vienas nepadaro 316 patikimo kraft kaitinimo sąlygomis. Pradinis žingsnis yra atkaitinti stulpelį-1050 laipsnių kampu, kad būtų pašalintas liekamasis tempimo įtempimas. Atkaitinimas sumažina vidinio paviršiaus liekamąjį įtempį nuo 150–250 MPa iki mažiau nei 20 MPa, pašalindamas įtrūkimui reikalingą tempimo komponentą. Atkaitinus 1,2 mm 316 apvalkalą 16 % NaOH 150 °C temperatūroje, jo tarnavimo laikas gali pailgėti iki 3–6 mėnesių, o ne 1–2 mėn. Antrasis pakeitimas – išorinį paviršių nušveisti arba kitaip suspausti. Gniuždomasis sluoksnis priešinasi įtrūkimų plitimui, bet nesumažina vidinio paviršiaus tempimo įtempių. Paskutinis pakeitimas yra veikti esant žemiausiam įmanomam apvalkalo paviršiaus temperatūrai, sumažinant vatų tankį ir padidinant cirkuliaciją. Sumažėjus paviršiaus temperatūrai 10 laipsnių, padvigubėja laikas iki įtrūkimo atsiradimo. Šių pakeitimų nepakanka daugeliui celiuliozės ir popieriaus naudojimo būdų. Lydinys 625 arba lydinys C-276 yra tipiška baltojo skysčio šildytuvo apvalkalų medžiaga. Šie nikelio lydiniai yra atsparūs kaustinės įtampos korozijos įtrūkimams esant visoms koncentracijoms ir temperatūrai, kuri matoma viryklėse. 1,6 mm lydinio 625 apvalkalas paprastai tarnaus 5–10 metų vaitspiritu, o 316 – 2–6 mėnesius. Didesnę pradinę kainą kompensuoja sutaupytos prastovos ir pakeitimo darbas. Inžinieriai, pasirenkantys šildytuvus viryklės veikimui, neturėtų priimti 316 jokiam naudojimui, kai šarmo koncentracija viršija 10 %, kai temperatūra viršija 100 °C. Greito krekingo gedimo slėginiame viryklėje kaina, įskaitant produkto praradimą, indo aušinimą ir pakeitimą, yra žymiai didesnė nei papildomos didelio nikelio lydinio sąnaudos. Jei gamintojas rekomenduoja 316 vaitspiritui aptarnauti, o nekalba apie kaustinės įtampos korozijos įtrūkimus, jie nepateikia tinkamo inžinerinio patarimo. Įtrūkimai 1,2 mm apvalkale atsiranda greitai ir be jokių akivaizdžių požymių, kol apvalkalas neprateka. Vienintelis patikimas sprendimas yra prevencija teisingai parinkus lydinį.