Ar gyfer peirianwyr proses sy'n dylunio gwresogyddion trochi trydan ar gyfer systemau glân mewn prosesu bwyd, gweithgynhyrchu fferyllol a chynhyrchu diodydd, sodiwm hydrocsid yw'r prif gyfrwng glanhau. Mae datrysiadau CIP nodweddiadol yn defnyddio 1–3% NaOH ar dymheredd o 70–85 gradd. O dan yr amodau hyn, mae 316 o ddur di-staen yn gyffredinol yn arddangos ymwrthedd cyrydiad da oherwydd ffurfio ffilm oddefol. Fodd bynnag, ar grynodiadau uwch neu dymheredd arwyneb uchel o ddwysedd wat gwresogydd, gall y ffilm goddefol dorri i lawr, gan arwain at gyrydiad gweithredol gyda chyfraddau uwch na 1 mm y flwyddyn. Mae trwch wal 1.6 mm yn gyffredin ar gyfer gwresogyddion CIP, gan ddarparu cydbwysedd o lwfans cyrydiad ac ymateb thermol. Mae'r erthygl hon yn nodi'r cyfuniad penodol o grynodiad caustig a thymheredd wyneb y wain lle mae gwain 1.6 mm 316 yn trawsnewid o cyrydu goddefol i cyrydu gweithredol mewn gwasanaeth sodiwm hydrocsid.
Y -Trawsnewidiad Goddefol o 316 mewn Sodiwm Hydrocsid
Mae sodiwm hydrocsid yn unigryw ymhlith atebion alcalïaidd oherwydd bod ymddygiad cyrydiad 316 o ddur di-staen yn dangos trawsnewidiad gweithredol goddefol amlwg yn dibynnu ar grynodiad a thymheredd. Mewn hydoddiannau gwanedig o dan 5% NaOH ar dymheredd o dan 80 gradd, mae 316 yn parhau i fod yn oddefol gyda chyfraddau cyrydiad o dan 0.05 mm y flwyddyn. Wrth i'r crynodiad gynyddu neu wrth i dymheredd godi, mae'r ffilm goddefol yn dod yn ansefydlog. Ar 10% NaOH, mae'r tymheredd trawsnewid tua 90 gradd. Ar 20% NaOH, mae'n gostwng i 75 gradd. Ar 30% NaOH, mae'n disgyn i 60 gradd. Ar 50% NaOH, mae'r amrediad goddefol yn diflannu'n gyfan gwbl uwchlaw 40 gradd. Ar gyfer gwresogydd trochi, mae tymheredd wyneb y wain yn nodweddiadol 15-30 gradd yn uwch na'r tymheredd toddiant swmp oherwydd y dwysedd wat cymhwysol. Mae system CIP sy'n gweithredu ar dymheredd swmp 3% NaOH a 80 gradd gyda gwresogydd ar 8 W / cm² yn cynhyrchu tymheredd wyneb gwain o 95-105 gradd. Ar y tymheredd arwyneb hwn, gall y ffilm goddefol ar 316 dorri i lawr, gan achosi cyrydiad gweithredol gyda chyfraddau o 0.5-2 mm y flwyddyn. Byddai gwain 1.6 mm mewn cyrydiad gweithredol yn tyllu mewn 1-3 blynedd, tra byddai gweithrediad goddefol yn darparu 10+ o flynyddoedd o wasanaeth.
Trothwyon Trosiannol Critigol ar gyfer Gwain 1.6 Milimetr
Yn seiliedig ar brofion electrocemegol o 316 o samplau mewn hydoddiannau sodiwm hydrocsid ar dymereddau sy'n berthnasol i wasanaeth CIP, mae'r cyfuniadau canlynol o grynodiad costig swmpus a thymheredd wyneb y wain yn sbarduno'r trawsnewidiad goddefol i-weithredol ar gyfer wal 1.6mm. Mae gwerthoedd yn rhagdybio gorffeniad arwyneb swaged safonol a dwysedd wat nodweddiadol o 6–8 W/cm².
| Crynodiad Sodiwm Hydrocsid (Pwysau %) | Goddefol{0}}i-Tymheredd Pontio Actif | Isafswm Tymheredd Arwyneb Gwain ar gyfer Cyrydiad Gweithredol | Tymheredd Swmp Diogel ar gyfer Gwain 1.6 mm ar 8 W / cm² (cynnydd 25 gradd) | Cyfradd Cyrydiad Disgwyliedig yn y Gyfundrefn Weithredol |
|---|---|---|---|---|
| 1 – 2% | Uwchlaw 100 gradd | 100 gradd | Hyd at 75 gradd | 0.3 - 0.7 mm y flwyddyn |
| 2 – 3% | 95-100 gradd | 95-100 gradd | Hyd at 70-75 gradd | 0.5 - 1.0 mm y flwyddyn |
| 3 – 5% | 85 - 95 gradd | 85 - 95 gradd | Hyd at 60-70 gradd | 0.8 - 1.5 mm y flwyddyn |
| 5 – 7% | 75 - 85 gradd | 75 - 85 gradd | Hyd at 50-60 gradd | 1.0 - 2.0 mm y flwyddyn |
| 7 – 10% | 65 - 75 gradd | 65 - 75 gradd | Hyd at 40-50 gradd | 1.5 - 3.0 mm y flwyddyn |
| 10 – 15% | 55 - 65 gradd | 55 - 65 gradd | Hyd at 30-40 gradd | 2.0 - 4.0 mm y flwyddyn |
| Mwy na 15% | Islaw 55 gradd | Islaw 55 gradd | Ddim yn ddiogel ar unrhyw dymheredd ymarferol | Uwchlaw 3.0 mm y flwyddyn |
Ar gyfer system CIP sy'n defnyddio 2% NaOH ar dymheredd swmp 80 gradd gyda gwain 1.6 mm ar 8 W / cm², mae tymheredd wyneb y wain o tua 105 gradd yn uwch na'r trothwy trawsnewid 100 gradd. Bydd cyrydiad gweithredol yn digwydd, a gall y wain dyllu o fewn 1-2 flynedd. Mae lleihau'r dwysedd wat i 4 W/cm² yn gostwng y codiad tymheredd arwyneb i 12–15 gradd , gan gadw'r wain ar 92–95 gradd -o dan y trothwy 100 gradd. Mae'r addasiad hwn yn ymestyn oes y gwasanaeth i 5-10 mlynedd.
Amlen Gweithredu Diogel ar gyfer Gwain 1.6 Milimetr mewn Gwasanaeth CIP costig
Mae'r tabl canlynol yn darparu'r crynodiad sodiwm hydrocsid swmp mwyaf diogel ar gyfer gwain 1.6 mm 316 ar dymheredd swmp amrywiol a dwyseddau wat. Mae gwerthoedd yn sicrhau bod tymheredd arwyneb y wain yn aros o leiaf 5 gradd yn is na'r tymheredd trosiannol goddefol i-weithredol ar gyfer y crynodiad a roddir.
| Tymheredd Ateb Swmp | Dwysedd Wat 4 W/cm² (cynnydd 12 gradd) | Dwysedd Wat 6 W/cm² (cynnydd 18 gradd) | Dwysedd Wat 8 W/cm² (cynnydd 25 gradd) | Dwysedd Wat 10 W/cm² (cynnydd 32 gradd) |
|---|---|---|---|---|
| 60 gradd | Yn ddiogel hyd at 10% NaOH | Yn ddiogel hyd at 7% NaOH | Yn ddiogel hyd at 5% NaOH | Yn ddiogel hyd at 3% NaOH |
| 65 gradd | Yn ddiogel hyd at 8% NaOH | Yn ddiogel hyd at 5% NaOH | Yn ddiogel hyd at 3% NaOH | Yn ddiogel hyd at 2% NaOH |
| 70 gradd | Yn ddiogel hyd at 6% NaOH | Yn ddiogel hyd at 4% NaOH | Yn ddiogel hyd at 2% NaOH | Ddim yn ddiogel dros 1% |
| 75 gradd | Yn ddiogel hyd at 5% NaOH | Yn ddiogel hyd at 3% NaOH | Yn ddiogel hyd at 1.5% NaOH | Ddim yn ddiogel dros 1% |
| 80 gradd | Yn ddiogel hyd at 4% NaOH | Yn ddiogel hyd at 2% NaOH | Ddim yn ddiogel dros 1.5% | Ddim yn ddiogel |
| 85 gradd | Yn ddiogel hyd at 3% NaOH | Yn ddiogel hyd at 1.5% NaOH | Ddim yn ddiogel | Ddim yn ddiogel |
| 90 gradd | Yn ddiogel hyd at 2% NaOH | Ddim yn ddiogel dros 1% | Ddim yn ddiogel | Ddim yn ddiogel |
Ar gyfer cylchred CIP nodweddiadol sy'n defnyddio 2% NaOH ar 80 gradd, dim ond ar ddwysedd wat ar neu'n is na 4 W/cm² y mae gwain 1.6 mm 316 yn ddiogel. Ar y dwysedd wat diwydiannol safonol o 8 W / cm², bydd y gwresogydd yn gweithredu yn y drefn cyrydu gweithredol a dylid disgwyl iddo gael bywyd gwasanaeth cyfyngedig o 1-3 blynedd yn hytrach na'r 5-10 mlynedd a dybir yn aml.
Addasiadau Dylunio i Gynnal Gweithrediad Goddefol
Pan fydd amodau proses CIP yn gofyn am grynodiadau costig neu dymheredd a fyddai'n gwthio gwain 1.6 mm 316 i mewn i gyrydiad gweithredol, gall tri addasiad dylunio gynnal gweithrediad goddefol heb newid y deunydd gwain. Y cyntaf yw lleihau dwysedd wat trwy gynyddu hyd gwresogi yr elfen. Mae dyblu'r hyd o 1 metr i 2 fetr yn lleihau dwysedd wat o 8 W / cm² i 4 W / cm², gan ostwng codiad tymheredd wyneb y wain o 25 gradd i 12 gradd ac adfer gweithrediad goddefol. Yr ail addasiad yw gwella cylchrediad ar draws wyneb y gwresogydd. Gall pwmp cylchrediad CIP sy'n gweithredu ar gyflymder 2-3 m/s leihau'r codiad tymheredd arwyneb o 25 gradd i 8-10 gradd ar yr un dwysedd wat. Y trydydd addasiad yw ychwanegu atalydd cyrydiad i'r datrysiad costig. Gall silicadau neu ffosffadau ar 100-200 ppm sefydlogi'r ffilm goddefol ar 316, gan godi'r tymheredd trawsnewid 10-20 gradd. Ar gyfer systemau CIP sydd angen 5% NaOH ar 80 gradd , mae'r addasiadau hyn yn annhebygol o fod yn ddigonol. Mewn achosion o'r fath, dylai peirianwyr uwchraddio i aloi sy'n seiliedig ar nicel fel Alloy 600 neu Alloy 825, sy'n cynnal ymddygiad goddefol mewn hydoddiannau costig hyd at grynodiad o 50% ar dymheredd uwch na 100 gradd . Mae cost uwchraddio o 316 i Alloy 825 fel arfer 2-3 gwaith yn uwch, ond mae bywyd y gwasanaeth yn ymestyn o 1-2 flynedd i 10-15 mlynedd. Wrth nodi gwresogyddion ar gyfer gwasanaeth CIP, rhowch y crynodiad costig uchaf, tymheredd swmp, a hyd y cylch disgwyliedig i'r cyflenwr bob amser. Nid yw gwneuthurwr sy'n argymell 316 ar gyfer 5% NaOH ar 85 gradd heb drafod trosglwyddiad goddefol i-dwysedd wat neu bontio gweithredol yn darparu arweiniad peirianneg cyfrifol. Mae'r trawsnewidiad o gyrydiad goddefol i gyrydiad gweithredol mewn sodiwm hydrocsid yn sydyn ac yn dibynnu ar y tymheredd. Gall gwain 1.6 mm 316 sy'n gweithredu ychydig o dan y trothwy bara degawd; gall un sy'n gweithredu ychydig yn uwch fethu o fewn 18 mis. Mae dadansoddiad thermol cywir o dymheredd wyneb gwain yn hanfodol ar gyfer manyleb ddibynadwy.
