Custom Cartridge Heater Engineering til specialiserede applikationer

Ved kemisk forarbejdning og en del fødevarefremstilling udsættes varmeelementer for stærke syrer eller kaustiske opløsninger, der hurtigt nedbryder almindelige byggematerialer. Rengøring, ætsning og kemisk syntese, der involverer svovlsyre, saltsyre, natriumhydroxid og fosforsyreopløsninger, kan forårsage korrosionsproblemer, der kræver særlige opvarmningsmaterialer og sikkerhedsforanstaltninger. Standard 304 rustfri stålkapper giver efter for disse forhold i løbet af få dage eller uger. Dette betyder, at der er behov for omhyggelig materialevalg afhængigt af de unikke kemiske eksponeringsprofiler.

Incoloy-legeringer er bedre til at modstå syrer end almindeligt rustfrit stål, især i situationer med moderate mængder svovl- og fosforsyre ved moderate temperaturer. Nikkel hjælper med at beskytte mod chloridspændingskorrosionsrevner, hvilket er et problem med 300-seriens rustfrit stål. Chrom hjælper med at beskytte mod oxidation. Disse legeringer kan håndtere milde til moderate syreniveauer op til omkring 100°C, derfor kan de bruges i mange industrielle rengørings- og forarbejdningssituationer, hvor almindelige materialer nedbrydes hurtigt.


Fra at arbejde med galvaniserings- og overfladebehandlingsfaciliteter ved jeg, at titaniumkapper er ret modstandsdygtige over for oxiderende syrer som salpetersyre og stærke kloridopløsninger, der kan tære på selv høje-nikkellegeringer. Oxidlaget på metallet beskytter det mod grubetæring og sprækkekorrosion, som er problemer, der påvirker rustfrit stål. Men fordi titanium ikke overfører varme så godt, skal varmeapparater dimensioneres omhyggeligt for at sikre, at de overfører nok varme. Desuden er titanium dyrt, så det kan kun bruges i situationer, hvor andre materialer ikke virker.

Sammenligningen af ​​metalkapper med ikke-metallisk beskyttelse viser, at der er andre måder at forsvare sig mod meget barske kemiske forhold. Kvartsskeder er næsten fuldstændig modstandsdygtige over for kemikalier, bortset fra stærke baser og flussyre. De kan også håndtere barske forhold, der beskadiger alle metallegeringer. Fordi kvarts er så skørt, er det ikke særlig holdbart, når det kommer til mekanisk brug. Det betyder, at den har brug for beskyttende indkapslinger og forsigtig håndtering. Det er dog kemisk inert, hvilket gør det perfekt til halvlederfremstilling og ultra-ren kemisk opvarmning. Teflon (PTFE) belægninger eller hylstre er fleksible på en måde, som keramiske materialer ikke kan være, men de kan ikke bruges ved temperaturer over 260°C.

Alkaliforhold, især stærke kaustiske opløsninger ved høje temperaturer, beskadiger legeringer, der er modstandsdygtige over for korrosion på måder, der er forskellige fra hvordan syrer gør. Nikkel-baserede legeringer, der kan håndtere sure miljøer godt, kan revne under stress, når de udsættes for natriumhydroxidopløsninger med en koncentration på mere end 50 % og temperaturer over 80°C. Monel og Inconel 600 er eksempler på specialiserede legeringer, der fungerer bedre til disse barske kaustiske applikationer. Men selv disse materialer har restriktioner på koncentration og temperatur, som skal overvejes nøje.

Vigtigheden af ​​overfladefinish og boreforberedelse til 3,175 mm patronvarmere

Kvaliteten af ​​overfladefinishen har stor betydning for, hvor godt den kan modstå korrosion i kemiske situationer. Polerede overflader er bedre til at modstå kemisk vedhæftning og sprækkeudvikling end ru eller mat finish. Elektropolering fjerner på den anden side overfladefejl og chrom-lag, der starter korrosion. For varmeapparater sat i beholdere, der kommer i kontakt med kemikalier, gør glatte overflader det også lettere at rengøre og forhindrer materiale i at opbygge sig, hvilket kan føre til lokaliserede korrosionsceller eller hot spots.

I moderat ætsende situationer, hvor usædvanlige legeringer er for dyre, gør beskyttende belægninger varmeapparater mere nyttige. Keramiske belægninger, der afsættes ved hjælp af plasmasprøjtning eller andre afsætningsmetoder, producerer barrierelag mellem basismetalkappen og det kemiske miljø. Disse belægninger skal holde sig sammen, selv når temperaturen ændrer sig, hvilket betyder, at de termiske udvidelseskoefficienter for belægningen og underlaget skal være de samme. Keramiske belægninger, der er sat rigtigt, kan få varmeapparater til at holde to gange eller tre gange længere i kemiske situationer, der er på kanten.

Kemikalieresistensdiagrammer er et godt sted at starte, når du vælger materialer, men den virkelige-verden omfatter typisk komplicerede kombinationer, små mængder af forurenende stoffer og temperaturer, der ændrer sig, hvilket diagrammer ikke altid kan vise. Når saltsyre kommer ind i svovlsyreopløsninger, forårsager det chloridangreb, som rene syrediagrammer ikke ville forvente. Ændringer i temperatur under forarbejdningscyklusser påvirker korrosionshastigheder på en ikke-lineær måde. Felttest i virkelige procesindstillinger, omend dyre, fremstår ofte som den eneste pålidelige tilgang til at verificere materialevalg til væsentlige applikationer.