Kuinka Super Duplex ruostumattoman teräksen rakokorroosionkestävyys verrattuna meriveden PTFE:hen?

Lämmönvaihtimet suolaveden jäähdytykseen on valmistettu sekä superduplex ruostumattomasta teräksestä että PTFE:stä, mutta ne suojaavat itseään olennaisesti eri tavoin. Superduplex perustuu ohueseen passiiviseen oksidipinnoitteeseen, joka voi hajota halkeamassa paikallisesti. PTFE ei pysty kemiallisesti rakokorrodoimaan, sillä siinä ei ole oksidikalvoa eikä metallirakennetta.

Tämä on erityisen tärkeää lämpimän meriveden järjestelmissä, joissa pysähtyneitä vyöhykkeitä, kerrostumia ja tiiviitä mekaanisia liitoksia ei voida välttää. Tässä teknisessä keskustelussa superduplexista PTFE:n rakokorroosion meriveteen verrattuna ei ole kyse kahden materiaalin vertaamisesta, vaan kahden täysin erilaisen korroosiokäyttäytymisen vertaamisesta.

Miksi rakokorroosiolla on merkitystä merivesijärjestelmille
Merivesi on yksi vihamielisimmistä luonnossa esiintyvistä teollisuusnesteistä. Korkea kloridipitoisuus, liuennut happi, biologinen aktiivisuus ja johtavuus tarjoavat täydelliset olosuhteet paikalliselle korroosiolle.

Rakoja löytyy tyypillisesti jäähdytysjärjestelmistä:

Putken ja putkilevyn liitokset

Tiivisteiden liitännät

Likaantumiskalvot ja kerrostumat

Laippapinta

Kiinnitysliitännät

Alhaisen-virtauksen pysähtyneet alueet

Jopa materiaalit, joilla on hyvä yleinen korroosionkestävyys, voivat epäonnistua nopeasti näissä rajoitetuissa geometrioissa.

Super Duplex ruostumattoman teräksen korroosionkestävyys
Superduplex-ruostumattomat teräkset, kuten 2507, perustuvat kromi-rikkaaseen passiiviseen oksidipinnoitteeseen, joka kasvaa luonnollisesti metallipinnalla ja tarjoaa korroosionkestävyyden.

Tämä passiivinen kerros on pieni este metalliseoksen ja meriympäristön välillä. Kalvo paranee itsestään-tavallisissa virtausolosuhteissa, jolloin syntyy pieni vaurio.

Suojaa tehostavat useat seosaineet:

Kromi tehostaa passivointia

Molybdeeni parantaa pistesyöpymiskestävyyttä

Passiivinen kalvo stabiloidaan typellä.

Nikkeli auttaa duplex-vaihetasapainossa

Siksi nämä seokset soveltuvat erityisen hyvin moniin merisovelluksiin verrattuna perinteisiin ruostumattomiin teräksiin.

Super Duplexin haittapuoli: rakokorroosio
Super duplex ruostumattomalla teräksellä on suuri bulkkikorroosionkestävyys, mutta se on altis paikalliselle rakohyökkäykselle tietyissä olosuhteissa.

Happinälkä rakossa
Liuennut happi tyhjenee nopeasti kapeassa paikallaan olevassa raossa. Hapen uusiutuminen on rajoitettua, joten passiivinen oksidipinnoite ei pysty ylläpitämään itseään tehokkaasti.

Kun passiivikalvo tuhoutuu:

Kloridi-ionit keskittyvät rakoon

Lisääntynyt paikallinen happamuus

Metallien liukeneminen nopeutuu

Korroosio kiihtyy itsestään-.

Rajoitettu muoto tarjoaa tehokkaan kemiallisesti aggressiivisen mikro{0}}ympäristön, joka on eristetty ympäröivästä merivedestä.

Kriittinen halkeilulämpötila
Meriveden superduplex 2507:n kriittinen rakolämpötila on yleensä noin 35-40 astetta.

Kun tämä kynnys ylittyy, passiivisen kalvon hajoamisen todennäköisyys on paljon suurempi, erityisesti pysähtyneissä tai alhaisen virtauksen olosuhteissa.

Tämä lämpötila-alue ylitetään usein lämpimien merijäähdytysjärjestelmien käytön aikana:

Trooppiset vedet, meripalvelu.

Lauhdutin käynnissä, lämmin

Laitteen tila: paikallaan

Likaantunut lämmönvaihtimen toiminta

Levikkitapahtumat Huono

Aloitettuna rakokorroosio voi levitä nopeasti, vaikka seoksen korroosionkestävyys olisi hyvä.

PTFE ja sen olennaisesti erilainen käyttäytyminen korroosiota vastaan
PTFE kulkee hyvin eri tavalla suolaveden kestävyyteen.

Superduplex käy sähkökemiallista sotaa. PTFE ei vain halua osallistua.

PTFE on täysin fluorattu polymeeri, jossa ei ole metallihilaa, raerajoja eikä sähkökemiallista potentiaalia. PTFE on läpäisemätön tälle vikamekanismille, koska rakokorroosio on sähkökemiallinen prosessi.

Miksi PTFE ei kestä rakokorroosiota?
PTFE on luonnostaan ​​kestävä seuraavista syistä:

Ei passiivisen oksidikalvon repeytymistä

Galvaanista potentiaalia ei synny

Kloridi ei aiheuta sähkökemiallista reaktiota

Ei paikallista anodista liukenemista"

PTFE on kemiallisesti stabiili seisovilla merillä, happi{0}}vähennetyillä vyöhykkeillä tai kerrostumien alla.

Tämä immuniteetti on ehdoton, ei ehdollinen.

Lämpötilan käyttäytyminen merivedessä
PTFE:llä on erittäin hyvä kemiallinen kestävyys merivedessä korkeassa lämpötilassa.

PTFE on mitoitettu jatkuvaan vesihuoltoon tyypillisesti noin:

Käyttölämpötila jatkuvasti 110 astetta

Tämä alue on huomattavasti korkeampi kuin useimpien merivesijäähdytysjärjestelmien toimintaparametrit.

Päinvastoin, superduplexin korroosiokyky muuttuu herkemmäksi, kun suolaveden lämpötila saavuttaa tai ylittää kriittisen rakolämpötilan.

Huonot uutiset PTFE:stä
Vaikka PTFE kestää täysin rakokorroosiota, sen käyttöön liittyy teknisiä kompromisseja.

Alennettu lämmönjohtavuus
PTFE on huono lämmönjohtava metalliseoksiin verrattuna.

Tyypilliset lämmönjohtavuuden arvot:

Materiaalin likimääräinen lämmönjohtavuus (W/mK)
Super Duplex ruostumaton teräs ~14-19 W/m·K PTFE ~0,25 W/m·K
Tämä huomattava ero heikentää lämmönsiirron tehokkuutta ja voi edellyttää:

Vaihtimet, joilla on suurempi pinta-ala

Ohuemmat seinäosat

Muut geometriat vaihtimet

Matala-painekyky
PTFE:n mekaaninen lujuus on paljon pienempi kuin superduplex-teräksen.

Niin:

Alennetut paineluokat

Rakennetuki on tärkeämpää

Rypymiskäyttäytyminen on otettava huomioon

Tyhjiösovellukset saattavat tarvita vahvistusta

Mittasuhteen vakaus
PTFE:n lämpölaajeneminen on paljon suurempi kuin metallien, joten vaihtimen ja putkien suunnittelu on harkittava huolellisesti.

Missä PTFE:llä on suuri luotettavuusetu
Monissa merijärjestelmissä on lähes mahdotonta poistaa kaikkia aukkoja.

Esim.:

Putkiniput

Tiivistetty nivel

Likaantumisalttiit vaihtimet

Biofilmin kerääntymispaikat

Valmiusvaihde asennossa

Näissä asetuksissa PTFE:n luotettavuusmalli on pohjimmiltaan erilainen, koska aloitettavaa ei ole paikallista korroosiomekanismia.

Tämä attribuutti voi olla erityisen hyödyllinen:

Offshore-jäähdytysjärjestelmät

suolan-poistokasvit

Meren kemiallinen käsittely

Lauhduttimet lämmin merivesi

Jäähdytyspiirit säästävät

Sovelluksissa, joissa tarkastusten pääsy on rajoitettua tai vian seuraukset ovat vakavia, PTFE:n lämpö- ja mekaanisten ominaisuuksien haitat voidaan kompensoida poistamalla korroosiomekanismi kokonaan.

Super Duplex vs PTFE merivesipalvelulle
Ero näiden kahden materiaalin välillä näkyy selvemmin niiden hallitsevissa vikatiloissa.

Kiinteistö Super Duplex 2507 PTFE
Passiivinen oksidisuojaus. Korroosiomekanismi .Kemiallisesti inertti
Rakokorroosion todennäköisyysEi mitään Mahdollinen yli 35-40 astetta
Lämmönjohtavuus Korkea Erittäin alhainen
Painekyky Hyvä Rajoitettu
Mekaaninen lujuus Suuri Keskitaso
Sähkökemiallinen toiminta Kyllä Ei
Veden virtaus jatkuvanaUpea rajoilla Jopa ~110 astetta
Tämä vertailu on hyvä esimerkki siitä, miksi superduplex vs PTFE rakokorroosio meriveden arvioinnit ovat niin riippuvaisia ​​järjestelmän toimintaprioriteeteista.

Johtopäätös
PTFE on olennaisesti kestävämpi ratkaisu rakokorroosiota vastaan ​​kuin huippuluokan ruostumattomat superduplex-teräkset meriveden lämmönvaihtimiin ja jäähdytysjärjestelmiin, joissa paikallaan olevia rakoja ei voida poistaa kokonaan. Seokset, kuten 2507 super duplex, tarjoavat erinomaisen korroosionkestävyyden erilaisissa meriympäristöissä, mutta niiden suojaus riippuu herkän passiivisen oksidikalvon ylläpidosta, joka voi hajota paikallisesti halkeamiin, joissa happipuute ylittää noin 35-40 astetta.

Toisaalta PTFE:ssä ei ole lainkaan sähkökemiallista korroosioprosessia. Se on täysin fluorattu polymeeri, joka vastustaa kloridihyökkäystä, seisovaa merivettä ja paikallista rakokemiaa.

Kompromissi-on heikentynyt lämmönjohtavuus, pienempi painekyky ja monimutkaisempi mekaaninen suunnittelu. Kuitenkin sovelluksissa, joissa korroosion luotettavuus on tärkeämpää kuin lämpötehokkuus, PTFE tarjoaa todellisen nollariskin ratkaisun rakokorroosiosuojaukseen.

Paras suoja korroosiotekniikassa ei ole parempi itse{0}}parantava pinnoite, vaan materiaali, joka ei sitä tarvitse.