Kā Super Duplex nerūsējošā tērauda izturība pret spraugām ir salīdzināma ar PTFE jūras ūdenī?

Siltummaiņi sālsūdens dzesēšanai ir izgatavoti gan no superdupleksa nerūsējošā tērauda, ​​gan no PTFE, taču tie aizsargā sevi principiāli atšķirīgi. Super duplekss balstās uz plānu pasīvo oksīda pārklājumu, kas plaisā var lokāli noārdīties. PTFE nespēj ķīmiski korozēt plaisās, tam nav ne oksīda plēves, ne metāliskas struktūras.

Tas ir īpaši svarīgi siltā jūras ūdens sistēmās, kur nav iespējams izvairīties no stagnējošām zonām, nogulsnēm un blīvām mehāniskām šuvēm. Pašreizējā inženiertehniskajā diskusijā par superdupleksu un PTFE spraugas koroziju jūras ūdeni, nav jāsalīdzina divi materiāli, bet gan divas pilnīgi atšķirīgas korozijas darbības.

Kāpēc plaisu korozija ir svarīga jūras ūdens sistēmām
Jūras ūdens ir viens no visnaidīgākajiem rūpnieciskajiem šķidrumiem dabā. Augstā hlorīda koncentrācija, izšķīdušais skābeklis, bioloģiskā aktivitāte un vadītspēja nodrošina ideālus apstākļus lokālai korozijai.

Plaisas parasti atrodas dzesēšanas sistēmās:

Cauruļu lokšņu savienojumi

Blīvju saskarnes

Netīrumu plēves un nogulsnes

Atloka seja

Stiprinājuma saskarnes

Zemas-plūsmas stagnācijas reģioni

Pat materiāli ar labu vispārējo izturību pret koroziju var ātri sabojāties šajās ierobežotajās ģeometrijās.

Super Duplex nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju
Superdupleksais nerūsējošais tērauds, piemēram, 2507, ir balstīts uz hromu-bagātu pasīvo oksīdu pārklājumu, kas dabiski aug uz metāla virsmas, lai nodrošinātu izturību pret koroziju.

Šis pasīvais slānis ir niecīga barjera starp sakausējumu un jūras vidi. Plēve ir pašdziedināta-parastajos plūsmas apstākļos, kad tiek radīts neliels bojājums.

Aizsardzību pastiprina vairāki leģējošie elementi:

Hroms uzlabo pasivāciju

Molibdēns uzlabo izturību pret bedrīšu veidošanos

Pasīvo plēvi stabilizē slāpeklis.

Niķelis palīdz līdzsvarot duplekso fāzes

Tādējādi šie sakausējumi ir īpaši piemēroti daudziem jūras lietojumiem, salīdzinot ar tradicionālajiem nerūsējošajiem tēraudiem.

Super Duplex trūkums: plaisu korozija
Super dupleksajam nerūsējošajam tēraudam ir liela izturība pret koroziju, taču noteiktos apstākļos tas ir jutīgs pret lokālu plaisu uzbrukumu.

Skābekļa bads plaisā
Šaurā stacionārā spraugā izšķīdušais skābeklis ātri iztukšojas. Skābekļa papildināšana ir ierobežota, un tāpēc pasīvā oksīda pārklājums nevar sevi efektīvi uzturēt.

Kad pasīvā plēve tiek iznīcināta:

Hlorīda joni koncentrējas spraugā

Paaugstināts vietējais skābums

Metāla šķīdināšana paātrinās

Korozija pati{0}}paātrinās.

Ierobežotā forma nodrošina efektīvu ķīmiski agresīvu mikro{0}}vidi, kas ir izolēta no apkārtējā jūras ūdens.

Kritiskā plaisu temperatūra
Super duplex 2507 jūras ūdenī kritiskā spraugas temperatūra parasti ir aptuveni 35 grādi līdz 40 grādi.

Ja šis slieksnis ir pārsniegts, pasīvās plēves sadalīšanās iespējamība ir daudz lielāka, īpaši stagnācijas vai zemas plūsmas apstākļos.

Šis temperatūras diapazons bieži tiek pārsniegts silto jūras dzesēšanas sistēmu darbības laikā:

Tropu ūdeņi, jūras pakalpojumi.

Kondensators darbojas, silts

Iekārtas stāvoklis: stacionārs

Piesārņota siltummaiņa darbība

Aprites notikumi Slikti

Iedarbinot, plaisu korozija var ātri izplatīties pat ar labu sakausējuma izturību pret koroziju.

PTFE un tā būtiski atšķirīgā uzvedība pret koroziju
PTFE ir ļoti atšķirīgs sālsūdens izturības ceļš.

Super duplekss vada elektroķīmisko karu. PTFE vienkārši nevēlas piedalīties.

PTFE ir pilnībā fluorēts polimērs bez metāla režģa, bez graudu robežām un bez elektroķīmiskā potenciāla. PTFE ir necaurlaidīgs šim atteices mehānismam, jo ​​spraugas korozija ir elektroķīmisks process.

Kāpēc PTFE nevar ciest no spraugas korozijas
PTFE pēc būtības ir izturīgs šādu iemeslu dēļ:

Nav pasīvās oksīda plēves plīsuma

Netiek radīts galvaniskais potenciāls

Hlorīds neizraisa elektroķīmisku reakciju

Nav lokalizētas anodiskas šķīšanas"

PTFE ir ķīmiski stabils stāvošās jūrās, skābekļa{0}}noplicinātās zonās vai zem nogulsnēm.

Šī imunitāte ir beznosacījuma, nevis nosacīta.

Temperatūras uzvedība jūras ūdenī
PTFE ir ļoti laba ķīmiskā izturība jūras ūdenī augstā temperatūrā.

PTFE ir paredzēts nepārtrauktai ūdens apgādei ar tipisku līdz aptuveni:

Darba temperatūra nepārtraukti 110 grādi

Šis diapazons ir ievērojami augstāks nekā vairuma jūras ūdens dzesēšanas sistēmu darbības parametri.

Gluži pretēji, superdupleksa korozijas veiktspēja kļūst jutīgāka, kad sālsūdens temperatūra sasniedz vai pārsniedz kritisko spraugas temperatūru.

Sliktās ziņas par PTFE
Lai gan PTFE ir pilnībā izturīgs pret spraugu koroziju, ar tā izmantošanu ir saistīti tehniski kompromisi{0}}.

Samazināta siltumvadītspēja
PTFE ir slikts siltuma vadītājs, salīdzinot ar metālu sakausējumiem.

Tipiskās siltumvadītspējas vērtības:

Materiāla aptuvenā siltumvadītspēja (W/mK)
Super Duplex nerūsējošais tērauds ~14-19 W/m·K PTFE ~0,25 W/m·K
Šī ievērojamā neatbilstība samazina siltuma transportēšanas efektivitāti un var radīt nepieciešamību:

Apmainītāji ar palielinātu virsmas laukumu

Plānākas sienas daļas

Citas ģeometrijas siltummaiņiem

Zema-spiediena spēja
PTFE mehāniskā izturība ir daudz zemāka nekā superdupleksā tērauda.

Tātad:

Samazināti spiediena rādītāji

Strukturālais atbalsts ir svarīgāks

Jāņem vērā šļūdes uzvedība

Vakuuma lietojumiem var būt nepieciešama pastiprināšana

Dimensijas stabilitāte
PTFE termiskā izplešanās ir daudz lielāka nekā metāliem, tāpēc siltummaiņa un cauruļu konstrukcija ir rūpīgi jāapsver.

Kur PTFE ir lielas uzticamības priekšrocības
Daudzās jūras sistēmās ir gandrīz neiespējami novērst visas nepilnības.

Piemēram, piemēram:

Cauruļu saišķi

Blīvējuma savienojums

Apmainītāji, kuriem ir tendence uz netīrumiem

Bioplēves uzkrāšanās vietas

Gaidstāves iekārta pozīcijā

Šajos iestatījumos PTFE uzticamības modelis būtiski atšķiras, jo nav lokāla korozijas mehānisma, ko sākt.

Šis atribūts var būt īpaši noderīgs:

Jūras dzesēšanas sistēmas

Sāls{0}}izņemšanas augi

Jūras ķīmiskā apstrāde

Kondensatori siltais jūras ūdens

Dzesēšanas ķēdes ietaupa

Lietojumos, kur piekļuve pārbaudei ir ierobežota vai atteices sekas ir smagas, PTFE termisko un mehānisko īpašību trūkumus var kompensēt, pilnībā likvidējot korozijas mehānismu.

Super Duplex vs PTFE jūras ūdens pakalpojumam
Atšķirību starp abiem materiāliem var skaidrāk redzēt to dominējošajos atteices režīmos.

Īpašums Super Duplex 2507 PTFE
Pasīvā oksīda aizsardzība. Korozijas mehānisms .Ķīmiski inerts
Plaisu korozijas iespējamībaNav Iespējama virs 35-40 grādiem
Siltumvadītspēja Augsta Ļoti zema
Spiediena spēja Laba Ierobežota
Mehāniskā izturība Augsta Vidēja
Elektroķīmiskā darbība Jā Nē
Ūdens plūsma nepārtrauktiLieliska ar ierobežojumiem Līdz ~110 grādiem
Šis salīdzinājums ir labs piemērs tam, kāpēc superdupleksa un PTFE spraugas korozijas jūras ūdens novērtējumi ir tik atkarīgi no sistēmas darbības prioritātēm.

Secinājums
PTFE ir principiāli izturīgāks risinājums pret plaisu koroziju nekā pat augstākās klases super dupleksais nerūsējošais tērauds jūras ūdens siltummaiņiem un dzesēšanas sistēmām, kur stāvošās plaisas nevar pilnībā novērst. Tādi sakausējumi kā 2507 super duplex piedāvā izcilu izturību pret koroziju dažādās jūras vidēs, taču to aizsardzība ir atkarīga no trauslas pasīvās oksīda plēves uzturēšanas, kas var lokāli sadalīties plaisās, kurās trūkst skābekļa virs aptuveni 35 līdz 40 grādiem.

No otras puses, PTFE vispār nav elektroķīmiskās korozijas procesa. Tas ir pilnībā fluorēts polimērs, kas ir izturīgs pret hlorīda iedarbību, stāvošu jūras ūdeni un lokalizētu plaisu ķīmiju.

Kompromiss-ir samazināta siltumvadītspēja, zemāka spiediena spēja un sarežģītāka mehāniskā konstrukcija. Tomēr lietojumos, kur uzticamība pret koroziju ir svarīgāka par termisko efektivitāti, PTFE nodrošina reālu nulles riska risinājumu plaisu korozijas aizsardzībai.

Vislabākā aizsardzība pret koroziju ir nevis labāks{0}}pašdziedinošs pārklājums, bet gan materiāls, kuram tas nav vajadzīgs.