لوله های گرمایش غوطه وری به طور گسترده در کنترل دمای ثابت آبزی پروری، گرمایش مایع ترشی مواد غذایی، آب در گردش صنعتی و پیش گرم کردن فاضلاب استفاده می شود. محیط کار در این سناریوها عموماً حاوی یونهای کلرید، اسیدهای آلی ضعیف و مقدار کمی ناخالصی قلیایی است. لوله های گرمایشی ساخته شده از فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ ضعیف در مدت زمان کوتاهی دچار خوردگی حفره ای و سوراخ شدن دیواره لوله می شوند که به راحتی باعث خطرات نشت برق و توقف غیرمنتظره تولید می شود. در میان مواد گرمایش ضد خوردگی مختلف، فولاد ضد زنگ 316 مدتهاست که سهم بازار لولههای گرمایش ضد خوردگی معمولی را به خود اختصاص داده است. بسیاری از پرسنل تدارکات و{7}}تکنسین های خط مقدم امیدوارند که مزایای مواد منحصر به فرد آن را در مقایسه با عناصر گرمایش تیتانیوم، کوارتز و PFA و همچنین دامنه کاربرد و نقص ذاتی آن در تولید صنعتی واقعی دریابند. این مقاله در مورد رقابت اصلی و محدودیتهای کاربردی آن با یک جدول مقایسه پارامترهای بصری توضیح میدهد.
بهبود هسته فولاد زنگ نزن 316 در مقایسه با فولاد ضد زنگ 304 که معمولاً استفاده می شود، عنصر مولیبدن را به اجزای آلیاژی اضافه می کند. مولیبدن می تواند به طور موثری از خوردگی حفره ای ناشی از یون های کلرید که عامل اصلی آسیب لوله گرمایش در محیط های آب نمک و فاضلاب است، جلوگیری کند. در طول چرخه های مکرر گرمایش و سرمایش، یک فیلم غلیظ غیرفعال کننده اکسید کروم روی سطح لوله تشکیل می شود تا مواد خورنده را از بستر فلزی جدا کند. علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، فولاد ضد زنگ 316 دارای خواص انبساط و انقباض حرارتی پایدار است. در شرایط سرد و گرم متناوب طولانی مدت دچار تغییر شکل ساختاری و ترک نخواهد شد که از عملکرد آب بندی لوله گرمایش اطمینان می دهد و از نفوذ مایع به داخل و سوزاندن سیم گرمایش جلوگیری می کند.
表格
| نوع مواد | مقاومت در برابر کلرید و اسید ضعیف | حداکثر دمای کار طولانی مدت{0} | میانگین عمر سرویس | مشکل پردازش | هزینه کلی |
|---|---|---|---|---|---|
| فولاد ضد زنگ 316 | توانایی ضد{0}}حفره شدن قوی | 550 درجه | 22-34 ماه | پایین | متوسط |
| فولاد ضد زنگ 304 | مستعد خوردگی کلرید | 420 درجه | 7-12 ماه | پایین | پایین |
| تیتانیوم خالص | مقاومت در برابر خوردگی عالی | 770 درجه | 36-58 ماه | بالا | بسیار بالا |
| کوارتز-با خلوص بالا | فقط اسیدی-مقاوم است و به راحتی توسط مواد قلیایی خورده می شود | 1170 درجه | 9-17 ماه | متوسط | متوسط |
از جدول به وضوح می توان دریافت که فولاد ضد زنگ 316 بهترین تعادل را بین عملکرد استفاده و مزایای اقتصادی در شرایط خوردگی ملایم و متوسط به دست می آورد. برای شرکتهای کوچک و متوسط-که نیاز به نصب تعداد زیادی تجهیزات گرمایشی دارند، خرید لولههای گرمایشی تیتانیومی فشار بیش از حد- یک بار خرید را به همراه خواهد داشت. لوله های گرمایش کوارتز بسیار شکننده هستند و به راحتی در حین حمل و نقل، نصب و تمیز کردن شکسته می شوند و در نتیجه هزینه های جایگزین اضافی را به همراه دارند. لوله های فولادی ضد زنگ معمولی 304 نیاز به تعویض و تعمیر و نگهداری مکرر دارند که در درازمدت باعث انباشته شدن هزینه های کار و مواد اضافی می شود. برعکس، فولاد ضد زنگ 316 دارای تکنولوژی خمش و جوشکاری بالغ است که شکاف های ریز در اتصالات مهر و موم شده را که به راحتی توسط مایع فرسایش می یابند تا حد زیادی کاهش می دهد. تعمیر و نگهداری روزانه فقط به پاک کردن سطح ساده نیاز دارد که هزینه عملیات جامع سیستم گرمایش را تا حد زیادی کاهش می دهد.
اگرچه عملکرد جامع عالی دارد، فولاد ضد زنگ 316 دارای مرزهای کاربردی واضح است. هنگامی که برای مدت طولانی در معرض اسید قوی غلیظ با درجه حرارت بالا یا محلول قلیایی مخلوط- قرار می گیرد، فیلم غیرفعال سازی سطح آن به طور غیر قابل برگشتی آسیب می بیند و منجر به خوردگی و سوراخ شدن سریع دیواره لوله می شود. در چنین شرایط شیمیایی شدید، هیترهای با پوشش تیتانیوم یا PFA جایگزین مناسب تری هستند. اگر محیط گرمایش آب دیونیزه خالص و بدون هیچ گونه ناخالصی خورنده باشد، انتخاب فولاد ضد زنگ 304 می تواند به طور کامل تقاضا را برآورده کند و از هدر رفتن هزینه های غیر ضروری جلوگیری کند.
در نتیجه، فولاد ضد زنگ 316 متکی بر مقاومت در برابر خوردگی مولیبدن{1}}افزایش یافته کلرید، خواص مکانیکی و حرارتی پایدار، پردازش راحت و عملکرد هزینه فوقالعاده است تا جایگاه پیشرو در گرمایش ضد خوردگی معمولی را به خود اختصاص دهد. اگرچه نمیتواند با محیطهای کاری بسیار{4}}خورنده شدید سازگار شود، اما همچنان کاربردیترین و مقرونبهصرفهترین ماده پایه برای بیش از 80 درصد سناریوهای گرمایش صنعتی و عمومی با خوردگی خفیف و متوسط است.
