Стратегия выбора материалов для картриджных нагревателей, работающих в агрессивной среде

В условиях химической обработки традиционные материалы картриджных нагревателей быстро разрушаются, что приводит к преждевременным отказам, которые останавливают производство и загрязняют ключевые технологические ингредиенты. В агрессивных условиях оболочки из нержавеющей стали, пригодные для регулярного промышленного использования, могут быть повреждены воздействием хлоридов, щелочных растворов или кислот всего за несколько недель. Выбор правильных сплавов оболочки и мер безопасности при определенных химических воздействиях предотвращает быстрый выход из строя и значительно удлиняет интервалы обслуживания.

Для большинства применений нержавеющая сталь 304, которая широко используется в обычных картриджных нагревателях, является отличным выбором, поскольку она устойчива к коррозии и не слишком дорога. Но когда соль, хлорид-содержащие полимеры или агрессивные дезинфицирующие средства вступают в контакт со стенкой оболочки, они начинают точечную коррозию, которая проходит через стену и пропускает обрабатываемые материалы в нагреватель. Когда влага или химические вещества попадают на изоляцию из оксида магния, происходит утечка электричества, и эффективность нагрева падает непредсказуемым образом. В морских районах или на прибрежных производственных предприятиях такая деградация происходит за месяцы, а не за годы.


Сплавы инколой лучше противостоят хлоридной коррозии под напряжением и окислению при высоких температурах, чем другие типы металлов. Это основано на опыте работы с оборудованием для фармацевтической и пищевой промышленности. Эти соединения никеля-железа-хрома остаются прочными в условиях промывки, когда едкие чистящие средства распыляются под высоким давлением и последуют кислотные промывки. Сплав стоит дороже, чем обычная нержавеющая сталь, но более длительный срок службы и менее частое техническое обслуживание оправдывают дополнительные деньги в тех случаях, когда замена нагревателя означает остановку производства или повторную проверку стерильной среды.

Сравнение различных-сплавов с высокими эксплуатационными характеристиками показывает, что некоторые химические семейства обладают определенными преимуществами. Титановые оболочки могут выдерживать воздействие очень окислительных кислот и хлоридов, которые разрушают даже материалы Incoloy. Однако пониженная теплопроводность металла и более высокая стоимость означают, что его можно использовать только в очень жестких химических процессах. При некоторых химических операциях среда серной или фосфорной кислоты может быть очень опасной. Hastelloy C-276 — пример специализированного сплава, который может противостоять этим условиям лучше, чем обычные материалы. Чтобы выбрать правильные виды химических веществ, вам необходимо точно знать, что они из себя представляют, даже те небольшие количества загрязняющих веществ, которые могут показаться не такими уж серьезными, но на самом деле значительно ускоряют коррозию.

Температура оказывает большое влияние на скорость коррозии. Более высокие температуры часто значительно ускоряют химическую атаку. При температуре 200 или 300 градусов материал, который хорошо работает при комнатной температуре, может вообще не работать. Испытания на коррозию при высоких температурах во время эксплуатации оборудования часто показывают удивительную связь между механизмами термического и химического стресса. Когда материалы используются в ситуациях, когда они будут подвергаться воздействию как высоких температур, так и химических веществ, тщательный выбор материалов с большим запасом прочности может уберечь их от катастрофического выхода из строя, когда они будут доведены до предела своих возможностей.

Качество отделки поверхности влияет на устойчивость материала к коррозии, а не только на выбор основного материала. Полированные поверхности с меньшей вероятностью будут прилипать к химическим веществам и образовывать трещины, чем шероховатые или матовые поверхности. Электрополировка позволяет избавиться от поверхностных загрязнений и слоев,-обедненных хромом, которые образуются во время сварки или механической обработки. Это возвращает способность основного сплава противостоять коррозии. В производстве продуктов питания или лекарств обработка поверхности с определенной средней шероховатостью предотвращает рост бактерий и устойчива к химическим дезинфицирующим средствам.