Một nhà máy hóa chất đã rút lò sưởi ngâm PTFE từ bể tẩy axit sulfuric sau mười bốn tháng hoạt động. Bề mặt vỏ bọc đối diện với quá trình ở tình trạng tốt. Khu vực phía sau các giá đỡ-các khu vực mà các giá đỡ tiếp xúc với bộ sưởi-có vết ố và vết rỗ tối màu. Kim loại bên dưới PTFE đã bị ăn mòn và ở hai vị trí, sự ăn mòn đã xâm nhập đủ sâu để tạo ra lỗ rò rỉ.
Ăn mòn kẽ hở xảy ra ở những khoảng trống hẹp giữa giá đỡ và bề mặt bộ sưởi. Khe hở quá nhỏ để chất lỏng lưu thông nhưng đủ lớn để chất lỏng trong quá trình đi vào. Chất lỏng trong khe hở trở nên ứ đọng và tính chất hóa học bên trong kẽ hở thay đổi theo hướng đẩy nhanh quá trình ăn mòn.
Tại sao có các kẽ hở phía sau giá đỡ lắp đặt
Giá đỡ được gắn vào lò sưởi bằng cách hàn, bắt vít hoặc kẹp. Mỗi phương pháp gắn sẽ tạo ra một kẽ hở giữa giá đỡ và bề mặt lò sưởi. Khe nứt có thể chỉ rộng vài phần nghìn inch, nhưng nó đủ lớn để chất lỏng có thể xuyên qua nhờ tác dụng mao dẫn.
Khe nứt được che chắn khỏi dòng chảy lớn. Chất lỏng bên trong không thể lưu thông. Oxy và các chất hòa tan khác bị tiêu hao bởi phản ứng ăn mòn nhưng không thể bổ sung lại. Tính chất hóa học của chất lỏng kẽ hở thay đổi.
| Phương pháp đính kèm | Chiều rộng kẽ hở | Trao đổi chất lỏng | Nguy cơ ăn mòn | Thực hành tốt nhất |
|---|---|---|---|---|
| Giá đỡ hàn | 0–0,05 mm | Không có | Khuyết tật mối hàn cao | Mối hàn xuyên thấu hoàn toàn |
| Giá đỡ bắt vít | 0,05–0,2 mm | Rất thấp | Rất cao | Bịt kín bằng miếng đệm |
| Giá đỡ kẹp | 0,1–0,5 mm | Thấp | Cao | Sử dụng miếng đệm PTFE rắn |
| Giá đỡ có rãnh | 0,5–1,0 mm | Vừa phải | Vừa phải | Xả bằng nước |
Các phương pháp gắn khung và nguy cơ ăn mòn kẽ hở của chúng
Hóa học ăn mòn kẽ hở
Trong một kẽ hở, oxy hòa tan trong chất lỏng bị tiêu hao bởi phản ứng ăn mòn ban đầu. Oxy không thể được bổ sung vì kẽ hở được che chắn khỏi dòng chảy lớn. Nồng độ oxy bên trong kẽ hở giảm xuống, trong khi nồng độ bên ngoài vẫn cao. Sự khác biệt tạo ra một tế bào tập trung oxy.
Kim loại bên trong kẽ hở trở thành cực dương-nó bị ăn mòn. Kim loại bên ngoài kẽ hở trở thành cực âm-nó được bảo vệ. Tốc độ ăn mòn bên trong kẽ hở tăng tốc.
Các ion kim loại được tạo ra bởi phản ứng ăn mòn sẽ hút các ion clorua từ khối chất lỏng. Nồng độ clorua bên trong kẽ hở tăng lên, đôi khi đạt tới nồng độ lớn gấp nhiều lần. Nồng độ clorua cao làm tăng tốc độ ăn mòn hơn nữa.
Độ pH bên trong kẽ hở giảm xuống khi các ion kim loại bị thủy phân. Môi trường axit còn đẩy nhanh quá trình ăn mòn hơn nữa. Kết quả là một hố sâu nhanh chóng có thể xuyên qua vỏ lò sưởi.
Tại sao máy sưởi có lớp phủ PTFE{0}}vẫn dễ bị tổn thương
Lớp phủ PTFE trên lò sưởi nhằm mục đích bảo vệ kim loại bên dưới khỏi chất lỏng trong quá trình. Nhưng lớp phủ không kéo dài đến kẽ hở giữa giá đỡ và lò sưởi. Nếu lớp phủ bị hỏng trong quá trình lắp đặt giá đỡ hoặc nếu kẽ hở không được bịt kín hoàn toàn, chất lỏng xử lý có thể tiếp xúc với kim loại trần.
Ngay cả khi lớp phủ còn nguyên vẹn, kẽ hở vẫn có thể hình thành giữa lớp phủ và giá đỡ. Lớp phủ có thể hơi thấm và chất lỏng thấm qua lớp phủ sẽ tạo ra một kẽ hở giữa lớp phủ và kim loại.
Ngăn ngừa ăn mòn kẽ hở
Cách phòng ngừa hiệu quả nhất là loại bỏ kẽ hở. Giá đỡ được hàn vào lò sưởi với mối hàn xuyên thấu hoàn toàn-không có kẽ hở. Mối hàn bịt kín khớp và ngăn chất lỏng xâm nhập.
Nếu việc hàn không thực hiện được, một miếng đệm hoặc chất bịt kín có thể lấp đầy kẽ hở. Một miếng đệm PTFE hoặc chất bịt kín fluoropolymer ngăn chất lỏng xâm nhập vào khe hở giữa giá đỡ và bộ gia nhiệt.
Một miếng đệm PTFE chắc chắn giữa giá đỡ và bộ gia nhiệt giúp loại bỏ hoàn toàn các kẽ hở. Miếng đệm có thể nén được và lấp đầy khoảng trống, còn PTFE có tính trơ về mặt hóa học.
| Biện pháp phòng ngừa | Ảnh hưởng đến ăn mòn kẽ hở | Thực hiện | Trị giá |
|---|---|---|---|
| Mối hàn xuyên-hoàn toàn | Loại bỏ kẽ hở | chế tạo | Vừa phải |
| Miếng đệm PTFE | Bịt kín kẽ hở | Cuộc họp | Thấp |
| Chất bịt kín Fluoropolymer | Bịt kín kẽ hở | Cuộc họp | Thấp |
| Tấm đệm PTFE rắn | Loại bỏ kẽ hở | Thiết kế khung | Vừa phải |
Các biện pháp ngăn ngừa ăn mòn kẽ hở phía sau giá đỡ
Khi ăn mòn kẽ hở chỉ ra vấn đề về thiết kế
Lò sưởi bị ăn mòn ở kẽ hở mặc dù có thiết kế giá đỡ phù hợp cho thấy lớp phủ hoặc vật liệu giá đỡ không phù hợp với ứng dụng. Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với giá đỡ hàn, miếng đệm PTFE hoặc miếng đệm PTFE rắn giải quyết nguyên nhân gốc rễ của sự ăn mòn kẽ hở. Quá trình xác định yêu cầu về thành phần hóa học của bể, nhiệt độ vận hành, thiết kế giá đỡ và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có chứa các chất hóa học mạnh, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này giúp giảm sự ăn mòn ở kẽ hở và kéo dài tuổi thọ của máy sưởi.
