لوله های گرمایش الکتریکی غوطه وری به طور گسترده در کنترل دمای آبزی پروری، گرمایش مایع ترشی مواد غذایی، آب در گردش صنعتی و پیش گرمایش فاضلاب کارخانه استفاده می شود. این محیط های کاری معمولاً حاوی یون های کلرید، اسیدهای آلی ضعیف و مواد قلیایی هستند. لوله های گرمایشی ساخته شده از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ پایین به سرعت دچار خوردگی حفره ای و سوراخ شدن لوله می شوند که باعث ایجاد خطرات نشت الکتریکی و توقف برنامه ریزی نشده تولید می شود. به عنوان یک ماده آلیاژی کلاسیک مقاوم در برابر خوردگی، لولههای گرمایش فولاد ضد زنگ 316 مدتهاست که سهم بازار غالب قطعات گرمایش ضد خوردگی معمولی را به خود اختصاص دادهاند. اکثر خریداران و تکنسینهای{7}}سایت امیدوارند که مزایای مواد منحصر به فرد آن را در مقایسه با عناصر گرمایش تیتانیوم، کوارتز و PFA و همچنین محدوده قابل اجرا و نقصهای ذاتی آن در کاربردهای صنعتی واقعی روشن کنند. این مقاله رقابت اصلی و محدودیتهای استفاده آن را از طریق مقایسه پارامترهای بصری تحلیل میکند.
ارتقاء هسته فولاد ضد زنگ 316 نسبت به فولاد ضد زنگ 304 که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، در افزودن عنصر مولیبدن به ترکیب آلیاژ است. مولیبدن می تواند به طور موثری از خوردگی حفره ای ناشی از یون های کلرید جلوگیری کند که دلیل اصلی خرابی لوله گرمایش در محیط های آب شور و فاضلاب است. در طول چرخه های مکرر گرمایش و سرمایش، یک لایه انفعالی متراکم اکسید کروم روی سطح لوله تشکیل می شود که از فرسایش پایه فلزی مولکول های خورنده جلوگیری می کند. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ 316 دارای عملکرد انبساط و انقباض حرارتی پایدار است. در اثر ضربه متناوب گرم و سرد طولانی مدت، ترک نمی خورد یا تغییر شکل دائمی ایجاد نمی کند و از عملکرد آب بندی لوله های گرمایش اطمینان می دهد و از نفوذ مایع که سیم های مقاومت داخلی را می سوزاند، جلوگیری می کند.
表格
| نوع مواد | مقاومت در برابر کلرید و اسید ضعیف | حداکثر دمای کار طولانی مدت{{0} | میانگین عمر خدمات | مشکل پردازش | درجه جامع هزینه |
|---|---|---|---|---|---|
| فولاد ضد زنگ 316 | ظرفیت ضد{0}}حفره شدن قوی | 550 درجه | 22-34 ماه | کم | متوسط |
| فولاد ضد زنگ 304 | حساس به خوردگی کلرید | 420 درجه | 7-12 ماه | کم | کم |
| تیتانیوم خالص | خاصیت ضد خوردگی عالی | 770 درجه | 36-58 ماه | بالا | فوق العاده بالا |
| کوارتز-با خلوص بالا | فقط در برابر اسید-مقاوم است که توسط مواد قلیایی آسیب دیده است | 1170 درجه | 9-17 ماه | متوسط | متوسط |
از داده های جدول، فولاد ضد زنگ 316 تعادل بهینه بین اثر خدمات و هزینه اقتصادی را در شرایط خوردگی خفیف و متوسط به دست می آورد. برای شرکتهای کوچک و متوسط که نیاز به نصب انبوه تجهیزات گرمایشی دارند، لولههای گرمایش تیتانیوم فشار یک بار{2}}باری را وارد میکنند. لوله های گرمایش کوارتز شکننده هستند و به راحتی در حین حمل و نقل، نصب و تمیز کردن شکسته می شوند که منجر به هزینه های اضافی تعویض می شود. لوله های فولادی ضد زنگ معمولی 304 به تعمیر و نگهداری و تعویض مکرر نیاز دارند که در دراز مدت هزینه های کار و مواد اضافی را جمع آوری می کند. در مقابل، فولاد ضد زنگ 316 دارای فرآیندهای خمشی و جوشکاری بالغ است و شکاف های کوچک در اتصالات مهر و موم شده مستعد تراوش مایع را به حداقل می رساند. تعمیر و نگهداری روزانه فقط به پاک کردن سطح ساده نیاز دارد و هزینه کلی سیستم های گرمایشی را تا حد زیادی کاهش می دهد.
علیرغم مزایای جامع، فولاد ضد زنگ 316 محدودیت های کاربردی مشخصی دارد. هنگامی که برای مدت طولانی در معرض{2}}محلول مخلوط اسید قوی غلیظ یا اسید{3}}در دمای بالا قرار میگیرد، فیلم غیرفعالسازی سطح آن آسیبهای جبرانناپذیری را متحمل میشود که منجر به خوردگی و خراش سریع دیواره لوله میشود. برای چنین محیط های شیمیایی شدید، بخاری های با پوشش تیتانیوم یا PFA جایگزین مناسب تری هستند. اگر محیط گرمایش آب دیونیزه خالص و بدون ناخالصی های خورنده باشد، انتخاب فولاد ضد زنگ 304 می تواند به طور کامل نیازهای گرمایشی را برآورده کند و از هدر رفتن هزینه های غیرضروری مواد جلوگیری کند.
در نتیجه، با{0}}مقاومت در برابر کلرید افزایشیافته مولیبدن، خواص مکانیکی و حرارتی پایدار، پردازش راحت و عملکرد فوقالعاده هزینه، فولاد ضد زنگ 316 در گرمایش ضد خوردگی معمولی جایگاه پیشرو دارد. اگرچه قادر به انطباق با شرایط کاری خورنده بسیار شدید نیست، اما همچنان کاربردیترین و مقرون به صرفهترین ماده پایه برای بیش از 80 درصد سناریوهای گرمایش عمومی و صنعتی با خطرات خوردگی کم تا متوسط است.
