Kaip „Super Duplex“ nerūdijančio plieno atsparumas plyšių korozijai lyginamas su PTFE jūros vandenyje?

Šilumokaičiai, skirti aušinimui sūriu vandeniu, gaminami ir iš super dupleksinio nerūdijančio plieno, ir iš PTFE, tačiau jie apsisaugo iš esmės skirtingai. Super dupleksas remiasi plona pasyviojo oksido danga, kuri gali vietiškai suirti įtrūkimo metu. PTFE nesugeba chemiškai plyšinės korozijos, neturi nei oksido plėvelės, nei metalinės struktūros.

Tai ypač svarbu šilto jūros vandens sistemose, kur neišvengiama stovinčių zonų, nuosėdų ir sandarių mechaninių jungčių. Šioje inžinerinėje diskusijoje apie super dupleksą ir PTFE plyšio korozijos jūros vandenį reikia palyginti ne dvi medžiagas, o dvi visiškai skirtingas korozijos savybes.

Kodėl plyšių korozija svarbi jūros vandens sistemoms
Jūros vanduo yra vienas priešiškiausių pramoninių skysčių gamtoje. Didelė chlorido koncentracija, ištirpęs deguonis, biologinis aktyvumas ir laidumas sudaro puikias sąlygas vietinei korozijai.

Įtrūkimai paprastai randami aušinimo sistemose:

Vamzdžių ir lakštų jungtys

Tarpiklių sąsajos

Užteršimo plėvelės ir nuosėdos

Flanšo veidas

Tvirtinimo sąsajos

Mažo srauto-sustabdymo regionai

Netgi medžiagos, turinčios gerą bendrą atsparumą korozijai, gali greitai sugesti šiose ribotose geometrijose.

Super Duplex nerūdijančio plieno atsparumas korozijai
Super dvipusis nerūdijantis plienas, pvz., 2507, yra pagrįstas chromo -daug pasyviojo oksido danga, kuri natūraliai auga ant metalo paviršiaus ir užtikrina atsparumą korozijai.

Šis pasyvus sluoksnis yra mažytė kliūtis tarp lydinio ir jūros aplinkos. Plėvelė savaime-gyja įprastomis tekėjimo sąlygomis, kai padaroma nedidelė žala.

Apsaugą sustiprina keli legiravimo elementai:

Chromas padidina pasyvumą

Molibdenas pagerina atsparumą duobėms

Pasyvioji plėvelė stabilizuojama azotu.

Nikelis padeda išlaikyti dvipusį fazių balansą

Taigi, palyginti su tradiciniu nerūdijančiu plienu, šie lydiniai yra ypač tinkami daugeliui jūrų pritaikymų.

Super Duplex trūkumas: plyšių korozija
Super dvipusis nerūdijantis plienas pasižymi dideliu atsparumu korozijai, tačiau tam tikromis sąlygomis yra jautrus vietiniam įtrūkimų poveikiui.

Deguonies badas plyšyje
Ištirpęs deguonis greitai išsenka siaurame stacionariame tarpelyje. Deguonies papildymas yra ribotas, todėl pasyvioji oksido danga negali efektyviai išsilaikyti.

Kai pasyvioji plėvelė sunaikinama:

Chlorido jonai koncentruojasi plyšyje

Padidėjęs vietinis rūgštingumas

Metalo tirpimas pagreitėja

Korozija savaime{0}}greitėja.

Suvaržyta forma sukuria efektyvią chemiškai agresyvią mikro{0}}aplinką, izoliuotą nuo aplinkinio jūros vandens.

Kritinės įtrūkimo temperatūra
Super duplex 2507 jūros vandenyje kritinė plyšio temperatūra paprastai yra apie 35–40 laipsnių.

Viršijus šią ribą, pasyvaus plėvelės suirimo tikimybė yra daug didesnė, ypač esant sąstingio arba mažo srauto aplinkybėms.

Šis temperatūros diapazonas dažnai viršija šiltų jūrinių aušinimo sistemų veikimo metu:

Tropiniai vandenys, jūros paslauga.

Kondensatorius veikia, siltas

Įrangos būklė: stacionari

Užterštas šilumokaičio veikimas

Tiražo renginiai Prastai

Pradėjus plyšių koroziją, ji gali greitai plisti net ir esant geram lydinio atsparumui korozijai.

PTFE ir jo iš esmės skirtingas elgesys prieš koroziją
PTFE eina labai skirtingu keliu į atsparumą sūriam vandeniui.

Super duplex kariauja elektrocheminį karą. PTFE tiesiog nenori dalyvauti.

PTFE yra visiškai fluorintas polimeras, neturintis metalinės gardelės, be grūdelių ribų ir neturintis elektrocheminio potencialo. PTFE yra nepralaidus šiam gedimo mechanizmui, nes plyšių korozija yra elektrocheminis procesas.

Kodėl PTFE negali nukentėti nuo plyšių korozijos
PTFE yra iš esmės atsparus dėl šių priežasčių:

Nėra pasyviosios oksido plėvelės plyšimo

Galvaninio potencialo nesukuriama

Chloridas nesukelia jokios elektrocheminės reakcijos

Nėra lokalizuoto anodinio tirpimo“

PTFE yra chemiškai stabilus stovinčiose jūrose,{0}}deguonies išeikvotose zonose arba po nuosėdomis.

Šis imunitetas yra besąlyginis, o ne sąlyginis.

Temperatūros elgesys jūros vandenyje
PTFE turi labai gerą cheminį atsparumą jūros vandenyje esant aukštai temperatūrai.

PTFE yra skirtas nuolatiniam vandens tiekimui iki maždaug:

Darbinė temperatūra nuolat 110 laipsnių

Šis diapazonas yra daug didesnis nei daugelio jūros vandens aušinimo sistemų veikimo parametrai.

Priešingai, super duplekso korozijos savybės tampa jautresnės, kai sūraus vandens temperatūra pasiekia arba viršija kritinę plyšio temperatūrą.

Blogos naujienos apie PTFE
Nors PTFE yra visiškai atsparus plyšių korozijai, su jo naudojimu susijęs techninis{0}}kompromisas.

Sumažintas šilumos laidumas
PTFE yra prastas šilumos laidininkas, palyginti su metalų lydiniais.

Tipinės šilumos laidumo vertės:

Medžiagos apytikslis šilumos laidumas (W/mK)
Super dvipusis nerūdijantis plienas ~14-19 W/m·K PTFE ~0,25 W/m·K
Dėl šio didelio neatitikimo sumažėja šilumos perdavimo efektyvumas ir gali prireikti:

Šilumokaičiai su padidintais paviršiaus plotais

Plonesnės sienų dalys

Kitos geometrijos šilumokaičiams

Žemo{0}}slėgio galimybė
PTFE mechaninis stiprumas yra daug mažesnis nei super dupleksinio plieno.

Taigi:

Sumažintas slėgis

Struktūrinė parama yra svarbesnė

Reikia atsižvelgti į šliaužimo elgesį

Vakuuminius įrenginius gali prireikti sustiprinti

Matmenų stabilumas
PTFE šiluminis plėtimasis yra daug didesnis nei metalų, todėl reikia atidžiai apsvarstyti šilumokaičio ir vamzdžių konstrukciją.

Kur PTFE turi didelį patikimumo pranašumą
Daugelyje jūrų sistemų beveik neįmanoma pašalinti visų spragų.

Pvz.:

Vamzdžių ryšuliai

Tarpinė jungtis

Užteršti šilumokaičiai

Bioplėvelės kaupimosi vietos

Budėjimo pavara įjungta

Šiuose nustatymuose PTFE patikimumo modelis iš esmės skiriasi, nes nėra lokalizuoto korozijos mechanizmo, kurį būtų galima pradėti.

Šis atributas gali būti ypač naudingas:

Aušinimo sistemos atviroje jūroje

Druskos{0}}šalinimo augalai

Jūrų cheminis apdorojimas

Šilto jūros vandens kondensatoriai

Aušinimo grandinės taupo

Tais atvejais, kai prieiga prie tikrinimo yra ribota arba gedimo pasekmės yra rimtos, PTFE trūkumai, susiję su šiluminėmis ir mechaninėmis savybėmis, gali būti kompensuojami visiškai pašalinus korozijos mechanizmą.

Super Duplex vs PTFE, skirta jūros vandens tarnybai
Skirtumas tarp dviejų medžiagų gali būti aiškiau matomas pagal jų dominuojančius gedimo būdus.

Nuosavybė Super Duplex 2507 PTFE
Pasyvi oksidų apsauga. Korozijos mechanizmas .Chemiškai inertiškas
Plyšių korozijos tikimybėNėra Galima virš 35-40 laipsnių
Šilumos laidumas Aukštas Labai mažas
Slėgio pajėgumas geras, ribotas
Mechaninis stiprumas Didelis Vidutinis
Elektrocheminė veikla Taip Ne
Vandens srautas nenutrūkstamasPuikus su ribomis Iki ~110 laipsnių
Šis palyginimas yra geras pavyzdys, kodėl super duplekso ir PTFE plyšių korozijos jūros vandens vertinimai taip priklauso nuo sistemos veikimo prioritetų.

Išvada
PTFE yra iš esmės patvaresnis sprendimas nuo plyšinės korozijos nei net aukščiausios kokybės super duplex nerūdijantis plienas, skirtas jūros vandens šilumokaičiams ir aušinimo sistemoms, kuriose sustingusių plyšių negalima visiškai pašalinti. Lydiniai, tokie kaip 2507 super duplex, pasižymi puikiu atsparumu korozijai įvairiose jūrinėse aplinkose, tačiau jų apsauga priklauso nuo trapios pasyviosios oksido plėvelės, kuri gali lokaliai suskaidyti į plyšius, kuriuose trūksta deguonies, esant aukštesnei nei 35–40 laipsnių temperatūrai.

Kita vertus, PTFE visiškai neturi elektrocheminės korozijos proceso. Tai visiškai fluorintas polimeras, atsparus chlorido poveikiui, stovinčiam jūros vandeniui ir vietinei plyšių chemijai.

Kompromisas- yra sumažėjęs šilumos laidumas, mažesnė slėgio galimybė ir sudėtingesnė mechaninė konstrukcija. Tačiau tais atvejais, kai patikimumas nuo korozijos yra svarbesnis nei šiluminis efektyvumas, PTFE yra tikras nulinės rizikos sprendimas, apsaugantis nuo plyšių korozijos.

Geriausia apsauga nuo korozijos yra ne geriau{0}}gyjanti danga, o medžiaga, kuriai jos nereikia.