薄肉 316 ステンレス鋼の加熱管は、低コストで軽量な構造であるため、購入者に広く好まれています。{0}多くの工場では、薄肉チューブと厚肉チューブ間の耐食性の固有の違いを無視し、酸、塩、および交互の酸塩基の作業環境に薄肉仕様を直接採用しています。-実際の操作では、同一の媒体および温度条件下で、薄壁の加熱管は厚壁の加熱管よりもはるかに早く、明らかな腐食減肉と漏れの破損を示します。-コアギャップには、継続的な均一で局所的な腐食を相殺するには不十分な金属埋蔵量があり、経年劣化を促進する複数の補助的な構造欠陥を伴います。

均一な化学的溶解により、弱酸性および有機発酵液中で壁金属が層ごとに消費されます。希酸はクロム不動態皮膜をゆっくりと溶解し、金属マトリックスを均一に侵食します。元の厚さがわずか 1.0 mm の薄肉チューブの耐浸食性は非常に限られています。 0.3 mm の腐食損失でも壁全体の厚さのほぼ 3 分の 1 を占め、穴あきのリスクが大幅に増加します。-対照的に、厚さ 2.0 mm の管壁-には豊富な腐食バッファーが確保されており、同じ 0.3 mm の薄肉化によって生じる性能の低下はわずかであり、機器の安全性を脅かすことはありません。長期間の循環 CIP 洗浄により毎日の浸食損失が蓄積され、薄肉チューブは短いサービス サイクルで重大な破損厚さに達します。-

局所的な孔食と隙間腐食により、チューブ壁に深く集中した損傷点が形成されます。塩化物塩水と堆積物が覆われると、均一に薄くなるのではなく、垂直に深くなる腐食ピットが誘発されます。ピットの深さが薄管の壁厚の半分を超えると、熱膨張圧力下でいつでも穴を通して隠れた漏れが発生する可能性があります。-肉厚のチューブは何年にもわたってより深いピットの成長に耐えることができるため、定期的な検査とメンテナンスに十分な時間を提供できます。溶接熱の影響を受ける部分はチューブ本体よりも 1.5​​ 倍早く腐食します。これにより、薄肉チューブの欠点がさらに大きくなります。溶接接合部の局所的な薄化がすぐに最初の漏れ箇所になります。-

熱応力は、温度サイクル プロセスにおける薄肉チューブの構造的損傷を悪化させます。{0}}加熱管は通電時に膨張し、停止中に収縮し、管壁に周期的な内部応力が発生します。薄い金属層は構造剛性が低く、熱間と冷間を繰り返すとわずかに変形しやすくなります。付着したクロム不動態皮膜は母材のわずかな変形に追従できず、イオン侵入チャネルとなる連続的な微小亀裂を生じます。-構造安定性が高い厚肉-チューブは熱変形応力が小さく、頻繁な温度変化下でも不動態皮膜は長期間完全な状態を保ちます。

加熱電力が固定されている場合、薄壁加熱管の場合、高い表面電力密度は避けられません。{0}}同じ熱出力を達成するには、薄肉チューブの外表面積が小さくなり、表面熱負荷が大きくなり、チューブ壁温度が高くなります。過熱によりイオンの拡散と不動態皮膜の減衰が促進され、高温+急速腐食の悪循環が形成されます。より大きな表面積を持つ厚い-チューブは、より低い電力密度設計をサポートし、壁温度を安全な範囲内に制御し、全体的な腐食速度を遅らせます。

腐食性のプロセス条件を抱えている企業は、初期費用が高くても厚肉の 316 加熱管を優先する必要があります。{0}すでに使用されている既存の薄肉機器の場合は、肉厚検査サイクルを短縮して腐食損失を定期的に監視し、残留厚さが安全しきい値を下回る前に事前に交換を手配します。

表格

簡単な概要

薄肉の 316 加熱管には十分な腐食マージンと構造的剛性が欠けており、より高い表面電力密度に自動的に一致するため、腐食性媒体中でははるかに早く破損します。厚肉-チューブは長期にわたって安定した耐食性能をもたらし、計画外の停止損失を削減するため、連続的な化学生産ラインの費用対効果が高くなります。-

資料：技術記事No.51

タイトル: チタン製加熱管を亜鉛メッキ鋼製ブラケットと一緒に取り付ける場合のリスクは何ですか

チタン製加熱管は、エンジニアリングコストを削減するために、反応タンク内の亜鉛メッキ鋼製サポートとブラケットで固定されることがよくあります。ほとんどの設置業者は、チタンと亜鉛メッキ鋼板の間の大きな電極電位差を見落としています。両方の金属がイオン-を含む導電性プロセス媒体に浸漬されると、ガルバニック腐食が発生し、亜鉛メッキ鋼部品の耐用年数が大幅に短縮され、チタンチューブ表面の二次汚染リスクが引き起こされます。 -チタンと亜鉛メッキ鋼を分離せずに長期間使用すると、ブラケットの破損、タンク媒体の汚染、チタン加熱管の局所腐食の促進につながります。

亜鉛メッキ鋼は基本的な防錆保護を薄い亜鉛コーティングに依存していますが、TiO₂ 不動態皮膜で覆われた無傷のチタンははるかに高い電極電位を保持します。{0}接続して電解液に浸すと、チタンは安定した陰極として機能し、亜鉛メッキ鋼板上の亜鉛層が犠牲陽極になります。連続的な電子移動により、亜鉛コーティングの急速な酸化と溶解が促進されます。亜鉛層が数か月以内に完全に消費されると、露出した炭素鋼基板が急速に腐食して錆びた穴が形成され、最終的にはブラケットの破損やチタン製加熱管アセンブリの緩みを引き起こします。

カソード-アノード面積比が大きいと、亜鉛層の消費が急激に加速します。完全なチタン製加熱管には陰極として巨大な浸漬外面がありますが、亜鉛メッキされたブラケットは小さな接触面積しか占めません。ガルバニック腐食の原理によれば、アノード面積が小さいほど、局所的な腐食電流密度が高くなります。ブラケットとチタンチューブの間の接触点の亜鉛コーティングは非常に速い速度で溶解し、連続生産の数週間以内に局所的な亜鉛の枯渇が現れます。

亜鉛や鉄の腐食生成物は、チタン不動態皮膜に二次的なダメージを与えます。溶解した亜鉛イオン、水酸化亜鉛の沈殿物、鉄錆が破損した亜鉛メッキブラケットから剥がれ落ち、チタンチューブの表面にしっかりと付着します。これらの金属堆積物は、チタンマトリックスとともに無数の小さな局所的なガルバニックセルを形成し、TiO2 保護膜の均一性を破壊します。微細なピットは、堆積物層の下、特に自然に薄い不動態皮膜を持つ溶接部に形成されます。定期的な CIP 洗浄では緻密な金属酸化スケールを完全に除去することはできず、隠れた腐食が年々蓄積されていきます。

酸-ベースの洗浄液と高温を交互に使用すると、電気腐食の強度が増幅されます。酸性の洗浄液は亜鉛コーティングをより早く溶解しますが、高温のアルカリ性媒体は亜鉛が枯渇した後の錆の形成を促進します。使用温度が 60 度を超えると、イオン活性が急激に上昇し、亜鉛メッキブラケットの腐食速度が 2 倍になります。溶存酸素が少ない密閉タンクでは、ブラケットとチタンチューブ間の接触隙間の隙間腐食がさらに悪化します。

標準的な絶縁ソリューションは、電気腐食を根本的に排除します。亜鉛メッキ鋼製ブラケットを純チタンまたは PTFE コーティングされたステンレス鋼サポートに置き換えます。亜鉛メッキブラケットを一時的に保持する必要がある場合は、ブラケットとチタンチューブの間のすべての接触位置に厚い PTFE ガスケットとスリーブ絶縁ピースを追加して、導電性金属ループを切断します。四半期ごとにタンク検査を実施して、チタンチューブ表面に蓄積した亜鉛と鉄の沈殿物を除去し、ピット欠陥に対して再不動態化処理を行います。-

表格

簡単な概要

チタンと亜鉛メッキ鋼板の間の電位差により、イオンを含む媒体中で重度の電気腐食が引き起こされ、ブラケットの亜鉛コーティングが急速に溶解します。{0}}腐食堆積物は加熱管の二酸化チタン不動態皮膜をさらに損傷します。 PTFE 絶縁コンポーネントまたはフル-チタン ブラケットを使用すると、この隠れた腐食の危険を完全に回避できます。