सतह ऊर्जा घनत्व विद्युत ताप ट्यूबों का एक मुख्य डिजाइन सूचकांक है, जो प्रति यूनिट बाहरी दीवार क्षेत्र में वहन किए गए ताप भार का प्रतिनिधित्व करता है। कई उपकरण निर्माता कॉम्पैक्ट संरचना और कम खरीद लागत का प्रयास करते हैं, मध्यम संक्षारण प्रतिरोध से मेल खाने के बिना अत्यधिक उच्च सतह शक्ति घनत्व के साथ 316 स्टेनलेस स्टील हीटिंग ट्यूब डिजाइन करते हैं। उच्च ताप भार तेजी से वास्तविक ट्यूब की दीवार के तापमान को थोक तरल तापमान से काफी ऊपर उठा देता है, जिससे क्रोमियम समृद्ध निष्क्रिय फिल्म का गतिशील संतुलन टूट जाता है और गड्ढे, दरारें और जमा जंग बहुत बढ़ जाती है। बिजली घनत्व की मिलान सीमा को नजरअंदाज करने से रासायनिक और जल उपचार प्रणालियों में तेजी से दीवारें पतली हो जाती हैं और जंग रोधी हीटिंग ट्यूबों में समय से पहले छेद हो जाता है।
अत्यधिक विद्युत घनत्व ट्यूब की सतह पर अत्यधिक गरम गर्म क्षेत्र बनाता है। मानक डिज़ाइन मापदंडों के तहत, ट्यूब की दीवार और प्रक्रिया माध्यम के बीच तापमान अंतर को 10-20 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाता है। एक बार जब बिजली घनत्व सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाता है, तो दीवार का तापमान 30 डिग्री या उससे अधिक बढ़ जाता है। उच्च तापमान क्लोराइड आयनों, एसिड रेडिकल्स और अन्य संक्षारक पदार्थों की प्रसार दक्षता को तेज करता है, जिससे वे एक छोटे चक्र में निष्क्रिय फिल्म के छोटे दोषों को भेदने में सक्षम हो जाते हैं। इस बीच, उच्च ताप स्टेनलेस स्टील मैट्रिक्स की ऑक्सीकरण गतिविधि को कम कर देता है, जिससे क्षतिग्रस्त निष्क्रिय फिल्म की स्व-मरम्मत गति धीमी हो जाती है। सुरक्षात्मक परत अपनी अखंडता खोती रहती है, जिससे अत्यधिक गरम क्षेत्र पर लगातार संक्षारण आरंभ बिंदु बनते हैं।
दीवार का उच्च तापमान स्थानीय प्रदूषण को तीव्र करता है और जमा संक्षारण जोखिम को कम करता है। उच्च तापमान पर कैल्शियम क्लोराइड और मैग्नीशियम सल्फेट जैसे अकार्बनिक लवणों की घुलनशीलता कम हो जाती है। ओवरलोडेड हीटिंग दीवारें खनिज अशुद्धियों की तेजी से थर्मल वर्षा को ट्रिगर करती हैं, जिससे कॉम्पैक्ट स्केल बनता है जो धातु की सतह को बारीकी से कवर करता है। स्केल और ट्यूब दीवार के बीच एक बंद अंतराल संक्षारक आयनों को फँसाता है, जिससे मुख्यधारा के माध्यम की तुलना में दर्जनों गुना अधिक संक्षारक सूक्ष्म वातावरण बनता है। स्केल के नीचे का गर्म क्षेत्र धातु के विघटन को और तेज कर देता है, जिससे गहरे छिपे हुए गड्ढे पैदा हो जाते हैं जिन्हें पारंपरिक परिसंचारी सफाई से नहीं हटाया जा सकता है। स्वाभाविक रूप से कमजोर निष्क्रिय फिल्म वाले वेल्ड क्षेत्र उच्च शक्ति घनत्व के तहत सबसे गंभीर रूप से क्षत-विक्षत हॉट स्पॉट बन जाते हैं।
अति{{0}उच्च शक्ति घनत्व के कारण होने वाला थर्मल तनाव परिसंचरण निष्क्रिय फिल्म दरारों का विस्तार करता है। लंबे समय तक बारी-बारी से उच्च ताप भार और रुक-रुक कर तापमान में उतार-चढ़ाव ट्यूब की सतह पर आवधिक विस्तार और संकुचन तनाव पैदा करते हैं। भंगुर क्रोमियम ऑक्साइड निष्क्रिय फिल्म बार-बार थर्मल विरूपण का सामना नहीं कर सकती है, जिससे आयन प्रवेश चैनलों के रूप में अदृश्य सूक्ष्म दरारें उत्पन्न होती हैं। यहां तक कि अगर नियमित निष्क्रियता पुनर्जनन की व्यवस्था की जाती है, तो नवगठित फिल्म लगातार उच्च तापीय तनाव के तहत फिर से टूट जाएगी, जिससे दीर्घकालिक जंगरोधी सुरक्षा खत्म हो जाएगी। बहु-समानांतर हीटिंग ट्यूब समूहों में, उच्च शक्ति घनत्व वाले व्यक्तिगत ट्यूब दूसरों की तुलना में बहुत तेजी से पुराने होते हैं, जिससे प्रतिक्रिया टैंक के अंदर स्पष्ट तापमान स्तरीकरण होता है।
विभिन्न संक्षारक मीडिया अलग-अलग सुरक्षित सतह शक्ति घनत्व सीमाओं के अनुरूप हैं। 20पीपीएम से कम क्लोराइड सामग्री वाले स्वच्छ तटस्थ पानी के लिए, 316 हीटिंग ट्यूबों की अनुशंसित अधिकतम शक्ति घनत्व 1.8 डब्लू/सेमी² है। नमकीन और कमजोर कार्बनिक अम्ल किण्वन तरल के लिए, दीवार के तापमान में वृद्धि को नियंत्रित करने के लिए सीमा 1.2 W/cm² तक कम हो जाती है। निष्क्रिय फिल्म पतन से बचने के लिए मजबूत एसिड और वैकल्पिक एसिड {{7}बेस सफाई वातावरण को 0.8 डब्ल्यू/सेमी² से कम बिजली घनत्व की आवश्यकता होती है। इन सीमाओं से अधिक का कोई भी डिज़ाइन 316 स्टेनलेस स्टील हीटिंग ट्यूबों के सेवा चक्र को बहुत छोटा कर देगा।
उद्यमों को उपकरण नवीनीकरण और ऑर्डर के दौरान हीटिंग ट्यूब पावर घनत्व मापदंडों की दोबारा जांच करनी चाहिए। मौजूदा अतिभारित ट्यूबों के लिए, सतह ताप भार को कम करने के लिए आवृत्ति रूपांतरण नियंत्रण के माध्यम से परिचालन शक्ति को कम करें। संक्षारक कामकाजी परिस्थितियों के लिए कम {{2}शक्ति {{3}घनत्व मोटी {{4}दीवार 316 हीटिंग ट्यूबों का मिलान निष्क्रिय फिल्म अखंडता को स्थिर कर सकता है, संक्षारण विफलता आवृत्ति में कटौती कर सकता है और व्यापक रखरखाव लागत को कम कर सकता है।
表格
| अत्यधिक विद्युत घनत्व खतरा | विशिष्ट संक्षारण क्षति तंत्र | मानक नियंत्रण समाधान |
|---|---|---|
| अत्यंत उच्च ट्यूब दीवार का तापमान | आयन प्रसार को तेज करें, निष्क्रिय फिल्म स्व-मरम्मत को रोकें | मध्यम संक्षारकता के अनुसार सतह ऊर्जा घनत्व को सीमित करें |
| तेजी से खनिज दूषण वर्षा | स्केल के नीचे उच्च {{0}सांद्रता संक्षारक सूक्ष्म -तरल गहरे गड्ढे उत्पन्न करता है | अकार्बनिक लवणों के तापीय अवक्षेपण को धीमा करने के लिए ताप भार को कम करें |
| चक्रीय तापीय विस्तार और संकुचन | निष्क्रिय फिल्म पर सूक्ष्म - दरारें संक्षारक आयनों के लिए प्रवेश चैनल प्रदान करती हैं | तापमान अंतर को कम करने के लिए कम बिजली घनत्व डिजाइन को अपनाएं |
| समानांतर ट्यूब समूहों की असमान उम्र बढ़ना | ओवरलोडेड ट्यूबें प्राथमिकता से खराब हो जाती हैं, जिससे टैंक का तापमान स्तरीकृत हो जाता है | समान बिजली वितरण और एकीकृत बिजली घनत्व विनिर्देश |
संक्षिप्त विवरण
अत्यधिक सतह ऊर्जा घनत्व ट्यूब की दीवार के तापमान को बढ़ाता है, गंदगी के संचय को तेज करता है और निष्क्रिय फिल्म पर थर्मल तनाव दरारें उत्पन्न करता है, जो सभी संयुक्त रूप से 316 हीटिंग ट्यूबों के स्थानीय क्षरण को तेज करते हैं। मध्यम संरचना के आधार पर मिलान किए गए कम बिजली घनत्व विनिर्देशों का चयन स्थिर विरोधी जंग प्रदर्शन को बनाए रख सकता है और हीटिंग उपकरण की सेवा जीवन को बढ़ा सकता है।
