PTFE 침지 히터 장착 브래킷 뒤의 틈새 부식을 일으키는 원인은 무엇입니까?

한 화학 공장에서는 14개월의 사용 후 황산 산세 탱크에서 PTFE 침지식 히터를 꺼냈습니다. 공정을 향한 외피 표면의 상태는 양호했습니다. 장착 브래킷 뒤의 영역-브래킷이 히터와 접촉하는 영역-에서 어두운 얼룩과 패임이 나타났습니다. PTFE 아래의 금속이 부식되었고, 두 곳에서 부식이 핀홀 누출을 일으킬 만큼 깊이 침투했습니다.

틈새 부식은 장착 브래킷과 히터 표면 사이의 좁은 틈에서 발생합니다. 간격은 유체 순환에 비해 너무 작지만 공정 유체가 들어가기에는 충분히 큽니다. 틈새에 있는 유체는 정체되고 틈새 내의 화학적 성질은 부식을 가속화하는 방식으로 변합니다.

장착 브래킷 뒤에 틈이 생기는 이유

장착 브래킷은 용접, 볼트 체결 또는 클램핑을 통해 히터에 부착됩니다. 각 부착 방법은 브래킷과 히터 표면 사이에 틈을 만듭니다. 틈새의 폭은 수천분의 1인치에 불과하지만 모세관 현상에 의해 액체가 침투할 만큼 충분히 큽니다.

틈새는 벌크 흐름으로부터 보호됩니다. 내부의 유체가 순환할 수 없습니다. 산소 및 기타 용해된 종은 부식 반응에 의해 소비되지만 보충될 수는 없습니다. 틈새 유체의 화학적 성질이 변합니다.

브라켓 부착 방법과 틈새 부식 위험

틈새 부식의 화학

틈새에서는 유체에 용해된 산소가 초기 부식 반응에 의해 소모됩니다. 틈새가 벌크 흐름으로부터 보호되기 때문에 산소를 보충할 수 없습니다. 틈새 내부의 산소 농도는 떨어지지만 외부의 농도는 높게 유지됩니다. 그 차이로 인해 산소 농도 셀이 생성됩니다.

틈새 내부의 금속은 양극화되어-부식됩니다. 틈새 외부의 금속은 음극이 됩니다.-보호됩니다. 틈새 내부의 부식 속도가 가속화됩니다.

부식 반응에 의해 생성된 금속 이온은 벌크 유체에서 염화물 이온을 끌어당깁니다. 틈새 내부의 염화물 농도가 증가하여 때로는 벌크 농도의 몇 배에 도달합니다. 높은 염화물 농도는 부식을 더욱 가속화합니다.

금속 이온이 가수분해됨에 따라 틈새 내부의 pH가 떨어집니다. 산성 환경은 부식을 더욱 가속화합니다. 그 결과 히터 덮개를 관통할 수 있는 급속히 깊어지는 구덩이가 생깁니다.

PTFE-코팅 히터가 여전히 취약한 이유

히터의 PTFE 코팅은 공정 유체로부터 밑에 있는 금속을 보호하기 위한 것입니다. 그러나 코팅은 브래킷과 히터 사이의 틈새까지 확장되지 않습니다. 브래킷 설치 중에 코팅이 손상되거나 틈새가 완전히 밀봉되지 않은 경우 공정 유체가 노출된 금속에 접촉할 수 있습니다.

코팅이 손상되지 않은 경우에도 코팅과 브래킷 사이에 틈이 생길 수 있습니다. 코팅은 약간 투과성이 있을 수 있으며, 코팅을 관통하는 유체는 코팅과 금속 사이에 틈을 만듭니다.

틈새 부식 방지

가장 효과적인 예방은 틈새를 제거하는 것입니다. 완전-관입 용접으로 히터에 용접되는 브래킷에는 틈이 없습니다. 용접은 조인트를 밀봉하고 유체가 유입되는 것을 방지합니다.

용접이 실용적이지 않은 경우 개스킷이나 실런트로 틈새를 채울 수 있습니다. PTFE 개스킷 또는 불소중합체 밀봉재는 유체가 브래킷과 히터 사이의 틈으로 들어가는 것을 방지합니다.

브래킷과 히터 사이의 견고한 PTFE 패드가 틈새를 완전히 제거합니다. 패드는 압축 가능하고 틈을 메우며 PTFE는 화학적으로 불활성입니다.

장착 브래킷 뒤의 틈새 부식 방지 조치

틈새 부식이 설계 문제를 나타내는 경우

적절한 브래킷 설계에도 불구하고 틈새 부식이 발생하는 히터는 코팅이나 브래킷 재료가 해당 용도에 적합하지 않음을 나타냅니다. 용접된 브래킷, PTFE 개스킷 또는 견고한 PTFE 패드를 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 틈새 부식의 근본 원인을 해결합니다. 사양 프로세스에는 수조 화학, 작동 온도, 브래킷 디자인 및 필요한 전력량이 필요합니다. 공격적인 화학 물질을 사용하는 시설의 경우 이 애플리케이션{3}}별 접근 방식은 틈새 부식을 줄이고 히터 서비스 수명을 연장합니다.