Hvorfor korroderer varmelegemet hurtigere under standby (ingen flow) i en titanium-elektrisk varmelegeme, der bruges til at forhindre frysning af en 25% kaliumacetat-baneafiser ved -10 graders atmosfære?

Kaliumacetat (KAc) baneafisningsmidler anvendes i 25% koncentration ved temperaturer ned til -10 grader. Lagertanke er udstyret med elektriske varmelegemer i titanium for at forhindre frysning. Under aktiv opvarmning er varmelegemet på 40-60 grader og væsken er flydende og har en naturlig konvektionsstrøm. Under varmerens slukketid afkøles opløsningen til omgivelsestemperaturer på -10 grader. Kaliumacetatopløsningen kan blive overmættet og delvist fryse eller koncentrere sig. Den elektriske ledningsevne er større, og pH er lavere (hydrolyse) i den koncentrerede acetatopløsning. Spaltekorrosion findes under is eller under lag af koncentreret opløsning. I tomgang kan korrosionshastigheden være 5-10 gange højere end under aktiv opvarmning.

Den accelererede standby-korrosionsproces

Aktiv opvarmning. Opløsningen er varm og flydende, iltniveauet er moderat, og den passive titaniumfilm er stabil. På standby afkøles opløsningen, og der dannes iskrystaller, som koncentrerer den resterende væske til 40-60 % kaliumacetat. Den koncentrerede opløsnings pH er 7-8 (vs. 9-10 ved 25 grader) på grund af hydrolyse af acetat. Høj koncentration og lav pH gør den passive film ustabil. Der dannes også differentielle beluftningsceller mellem isdækkede og væskedækkede steder. Den begrænsede geometri, der pålægges af is eller koncentrerede opløsningsfilm, fører til sprækkeforhold. "Flow er nødvendig for fortynding af aggressive arter.

Kvantitative korrosionshastigheder under aktiv opvarmning og standby

Kontrollerede test i 25% kaliumacetat ved forskellige temperaturer har bestemt korrosionshastigheder for grad 2 titanium. Korrosionshastighed er 0,005-0,010 mm/år, passiv film er stabil og med aktiv opvarmning ved 50 grader med flow (naturlig konvektion) Hastigheden er 0,008-0,015 mm om året i en stabil drift ved 25 grader med flow. Når den afkøles til 0 grader med en vis isudvikling, stiger hastigheden til 0,03-0,08 mm om året. Korrosionshastigheden under standby-forhold ved -10 grader med is (50 % is, 50 % koncentreret opløsning) er 0,08-0,15 mm/år, hvilket er 10-20 gange højere end den aktive opvarmningshastighed. Ved standby ved -10 grader og fuld frysning (ingen væskefase) reduceres korrosionshastigheden til 0,01-0,03 mm/år, da der ikke er nogen elektrolyt.

Standby-korrosion af koldvalset stål med hensyn til virkningen af ​​fryse-optøningscyklusser og opløsningskoncentration

Graden af ​​standby-korrosion er relateret til antallet af fryse-optøningscyklusser og koncentrationen af ​​den resterende væske. I én fryse--optøningscyklus er den maksimale koncentration 45-50 % KAc. Korrosionshastigheden i den optøede periode er 0,05-0,10 mm om året. Opløsningen koncentreres yderligere til 55-60% KAc efter 10 fryse-tø-cyklusser, og korrosionshastigheden stiger til 0,10-0,20 mm om året. Korrosionshastigheden ved 0 grader er 0,15–0,30 mm/år ved en koncentration på 60 % KAc med en pH på 7,0. Korrosionshastigheden ved 10 grader ved 70 % koncentration (tæt på mætning) er 0,20-0,40 mm/år.

Runway Deicer Heaters Standby Korrosion Mitigation Guidance

Anbefalinger til forebyggelse af hurtig korrosion under standby i 25 % kaliumacetat baneafisningstanke er opsummeret i den medfølgende tabel.

Standbytid (timer) Omgivelsestemperatur ( grad )Anbefalet handling Forventet korrosionshastighed (mm/år)
<24 -5 None (minimum freezing) <0.02 24–72 -5 to -15 Heater on low power (10% duty) <0.02 >72 -5 til -15 Periodisk opløsningscirkulation 0,02–0,04
Enhver -15 til -25 Isoler tank + sporopvarmning 0,01-0,03
Enhver<0.01 Use heated enclosure or indoor storage
Engineering Beyond Standby

Titanium-kvaliteten påvirker stativet-ved korrosionsbestandighed. Grad 7 (palladiumstabiliseret) har en korrosionshastighed 3-5 gange lavere i koncentrerede acetatopløsninger, hvilket sænker standby-angrebet med 70-80%. Karakter 12 gør mellemliggende forbedring. Korrosionsgodtgørelse er vægtykkelsen. Hvis væggen er 2,0 mm og korrosionsgodtgørelsen er 0,10 mm om året i standby, holder den 20 år. Når varmelegemet er installeret vandret, vil der ikke være nogen sprække, hvori opløsningen kan samle sig koncentreret. En beskeden recirkulationspumpe bruges under standby for at forhindre koncentrationsgradienter. Et varmekabel viklet rundt om tanken holder opløsningstemperaturen over 0 grader, så der overhovedet ikke opstår frysning.

Udarbejdelse af en velinformeret specifikation.-

Design et elektrisk varmelegeme i titanium, der skal bruges som baneafisningsmiddel (25 % kaliumacetat) ved en omgivelsestemperatur på -10 grader. Varmeapparatet skal holdes på lav effekt (10 % til 20 % af nominel effekt) under standby for at holde overfladetemperaturen over 0 grader og forhindre isdannelse. For eksisterende varmeapparater, der lider af standby-korrosion, skal du installere en recirkulationspumpe, der kører i 10 minutter hver time under standby. Brug Grade 7 titanium til nye installationer. Hold øje med strømmen gennem varmeren under drift. Hvis spændingen forbliver konstant, men strømmen stiger, dannes der is, som skal behandles med det samme. Ingeniøren forhindrer isdannelse ved laveffekt standby-drift for at eliminere den accelererede korrosion, der opstår under passiv standby i kaliumacetat-landingsbaneafisningsservice.