**316 स्टेनलेस स्टील विसर्जन ट्यूबों में 50 डिग्री पर गर्म 8% फेरिक क्लोराइड + 4% हाइड्रोक्लोरिक एसिड पीसीबी आदि में डूबे हुए, ट्यूब बंडल में अधिकतम प्रवाह वेग 2000 घंटों के लिए ट्यूब शीट पर क्षरण को रोकता है -क्षरण को रोकता है?**
टाइप 316 स्टेनलेस स्टील विसर्जन ट्यूबों का उपयोग आमतौर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड नक़्क़ाशी समाधान में किया जाता है जिसमें 50 डिग्री पर 8% फेरिक क्लोराइड (FeCl₃) और 4% हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) होता है। अत्यधिक ऑक्सीकरण करने वाला फेरिक आयन सावधानीपूर्वक नियंत्रित परिस्थितियों में 316 स्टेनलेस स्टील पर एक मामूली स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाए रखता है। हालाँकि, ट्यूब शीट पर एक विशिष्ट विफलता तंत्र होता है - वह क्षेत्र जहां विसर्जन ट्यूबों को ट्यूब शीट में रोल या वेल्ड किया जाता है। इस स्थान पर, उच्च द्रव वेग, अशांति प्रेरित दीवार कतरनी तनाव और रासायनिक रूप से आक्रामक क्लोराइड वातावरण का संयोजन क्षरण उत्पन्न करता है। तरल पदार्थ कतरनी द्वारा निष्क्रिय फिल्म को यांत्रिक रूप से हटाने से ताजी धातु उजागर हो जाती है, जो पुनर्सक्रियण होने से पहले रासायनिक रूप से घुल जाती है। ट्यूब शीट पर पतला होने की दर प्रवाह वेग के साथ एक शक्ति कानून संबंध का पालन करती है: पतला होने की दर ∝ vⁿ, जहां फेरिक क्लोराइड समाधान में 316 स्टेनलेस स्टील के लिए n लगभग 1.8-2.2 है। अधिकतम प्रवाह वेग का निर्धारण करने के लिए जो 2000 घंटों के लिए ट्यूब शीट पर क्षरण को रोकता है -जंग को कम करने के लिए द्रव वेग, स्थानीय अशांति और क्षरण{{19}संक्षारण तालमेल के बीच संबंध को समझने की आवश्यकता होती है।
**क्षरण की क्रियाविधि-ट्यूब शीट पर संक्षारण**
फेरिक क्लोराइड -हाइड्रोक्लोरिक एसिड आदि में, 316 स्टेनलेस स्टील पर निष्क्रिय फिल्म अपेक्षाकृत पतली और नाजुक होती है। Fe³⁺ आयन एक ऑक्सीडाइज़र के रूप में कार्य करता है, कम प्रवाह स्थितियों में निष्क्रिय अवस्था बनाए रखता है। जब द्रव का वेग एक महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो जाता है, तो दीवार कतरनी तनाव यांत्रिक रूप से निष्क्रिय फिल्म को बाधित करना शुरू कर देता है। ट्यूब शीट पर, ट्यूब से ट्यूब शीट इंटरफ़ेस द्वारा प्रवाह बाधित होता है, जिससे स्थानीय अशांति और उच्च दीवार कतरनी तनाव पैदा होता है। इन उच्च कतरनी तनावों पर, निष्क्रिय फिल्म को लगातार हटा दिया जाता है। फिर नंगी धातु अम्लीय क्लोराइड वातावरण में एनोडिक रूप से घुल जाती है। विघटन दर को फिल्म हटाने की आवृत्ति द्वारा नियंत्रित किया जाता है। क्षरण {{12}संक्षारण तालमेल धातु हानि दर उत्पन्न करता है जो वेग के साथ शक्ति नियम संबंध का पालन करता है। इस घोल में 316 स्टेनलेस स्टील के लिए ट्यूब शीट पर क्षरण {{15}संक्षारण आरंभ के लिए महत्वपूर्ण प्रवाह वेग लगभग 1.2-1.5 मीटर/सेकेंड है।
**मात्रात्मक क्षरण-ट्यूब शीट पर संक्षारण पतला होने की दर**
ट्यूब बंडल में अलग-अलग प्रवाह वेग के साथ 50 डिग्री पर 8% FeCl₃, 4% HCl में डुबोए गए ट्यूब शीट में रोल किए गए 316 स्टेनलेस स्टील ट्यूब (12 मिमी OD, 1.2 मिमी दीवार) का उपयोग करके नियंत्रित परीक्षण 2000 घंटों में ट्यूब शीट पर निम्नलिखित क्षरण {{6}संक्षारण पतले व्यवहार की रिपोर्ट करते हैं:
| ट्यूब शीट पर प्रवाह वेग (एम/एस)|स्थानीय दीवार कतरनी तनाव (पीए)|ट्यूब शीट पर पतला होने की दर (मिमी/वर्ष)|2000 घंटों के बाद दीवार का नुकसान (मिमी)|2000 घंटों के बाद शेष दीवार (मिमी)|2000 घंटों के लिए सुरक्षित? |
|-----------------------------------|------------------------------|---------------------------------------|---------------------------------|--------------------------------------|-----------------|
| <0.5 | 2 – 5 | 0.04 – 0.08 | 0.008 – 0.016 | 1.18 – 1.19 | Yes |
| 0.5 – 0.8|5 – 10|0.08 – 0.15|0.016 – 0.030|1.17 – 1.18|हाँ |
| 0.8 – 1.2|10 – 20|0.15 – 0.30|0.030 - 0.060|1.14 – 1.17|हाँ |
| 1.2 – 1.5|20 – 30|0.30 – 0.50|0.060 - 0.100|1.10 – 1.14|हाँ (दहलीज) |
| 1.5 – 2.0|30 – 50|0.50 – 0.80|0.100 – 0.160|1.04 – 1.10|सीमांत |
| 2.0 – 2.5|50 – 70|0.80 – 1.20|0.160 – 0.240|0.96 – 1.04|नहीं |
| 2.5 – 3.0|70 – 100|1.20 – 1.80|0.240 – 0.360|0.84 – 0.96|नहीं |
| >3.0 | >100 | >1.80 | >0.360 | <0.84 | No |
डेटा प्रदर्शित करता है कि ट्यूब शीट पर अत्यधिक पतलेपन के बिना विश्वसनीय 2000- घंटे की सेवा के लिए, प्रवाह वेग 1.5 मीटर/सेकेंड से नीचे बनाए रखा जाना चाहिए। 2.0 मीटर/सेकंड से ऊपर के वेग पर, दीवार का नुकसान 0.16 मिमी से अधिक हो जाता है, जो ट्यूब से ट्यूब शीट की संयुक्त अखंडता से समझौता कर सकता है।
**ट्यूब शीट महत्वपूर्ण स्थान क्यों है**
तीन कारणों से स्वतंत्र रूप से उजागर ट्यूब सतहों की तुलना में ट्यूब शीट क्षरण के प्रति अधिक संवेदनशील होती है। सबसे पहले, ट्यूब से - ट्यूब शीट इंटरफ़ेस प्रवाह व्यवधान और स्थानीय अशांति पैदा करता है, दीवार कतरनी तनाव पूरी तरह से विकसित प्रवाह की तुलना में 3-5 गुना अधिक होता है। दूसरा, ट्यूब शीट अक्सर ट्यूबों की तुलना में थोड़ा अलग तापमान पर होती है, जिससे थर्मल ग्रेडिएंट बनते हैं जो आयन प्रवासन को बढ़ा सकते हैं और जंग को तेज कर सकते हैं। तीसरा, ट्यूब शीट टैंक की दीवार के संपर्क में है, जो एक अलग सामग्री (अक्सर कार्बन स्टील या फाइबरग्लास) हो सकती है, जिससे गैल्वेनिक प्रभाव पैदा होता है जो ट्यूब शीट पर हमले को तेज कर सकता है। उच्च कतरनी तनाव, थर्मल ग्रेडिएंट और गैल्वेनिक प्रभाव का संयोजन ट्यूब शीट को हीटर असेंबली में सबसे कमजोर स्थान बनाता है।
**परिदृश्य-आधारित चयन मार्गदर्शिका: पीसीबी एचेंट हीटर के लिए प्रवाह वेग**
| संचालन की स्थिति|प्रवाह वेग (एम/एस)|अनुशंसित अधिकतम वेग|अपेक्षित ट्यूब शीट जीवन (घंटे)|इंजीनियरिंग औचित्य |
|--------------------|--------------------|-------------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| मानक पीसीबी नक़्क़ाशी, 2000 घंटे का अभियान|1.0 – 1.5 |<1.5 | >2000|2000-घंटे के लक्ष्य के लिए सुरक्षित |
| Extended campaign (>4000 घंटे)|1.0 – 1.5 |<1.2 | >4000|अधिकतम विश्वसनीयता के लिए रूढ़िवादी डिजाइन |
| कम FeCl₃ सांद्रता (5%, कम आक्रामक)|1.0 – 1.5 |<1.8 | >2000|ऑक्सीडाइज़र की कम सांद्रता क्षरण को कम करती है-संक्षारण |
| उच्च FeCl₃ सांद्रता (10%, अधिक आक्रामक)|1.0 – 1.5 |<1.0 | 1,500 – 2,500 | Higher concentration requires lower velocity |
| अल्पावधि परिचालन (<1000 hours) | Any | <2.5 | >1000|अस्थायी सेवा हेतु स्वीकार्य |
| गोलाकार इनलेट किनारों वाली ट्यूब शीट|1.0 – 1.5 |<2.0 | >2000|गोल किनारे स्थानीय अशांति को कम करते हैं |
**क्षरण को कम करने के लिए डिज़ाइन में संशोधन-संक्षारण**
तीन डिज़ाइन संशोधन प्रवाह वेग को कम किए बिना ट्यूब शीट पर क्षरण को कम करते हैं। सबसे पहले, ट्यूब शीट इनलेट किनारों को कम से कम 3 मिमी तक त्रिज्या दें; तेज चौकोर किनारे स्थानीय रूप से उच्च कतरनी तनाव के साथ पृथक्करण बुलबुले बनाते हैं। दूसरा, सभी ट्यूबों में समान प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए ट्यूब बंडल के अपस्ट्रीम में एक प्रवाह वितरण प्लेट स्थापित करें; गैर-समान प्रवाह स्थानीयकृत उच्च वेग क्षेत्र बनाता है। तीसरा, ट्यूब शीट की मोटाई बढ़ाएं या क्रिटिकल इंटरफ़ेस पर अतिरिक्त क्षरण प्रतिरोध प्रदान करने के लिए ट्यूब शीट के लिए उच्च मिश्र धातु सामग्री (उदाहरण के लिए, मिश्र धातु 20 या टाइटेनियम) का उपयोग करें।
**निष्कर्ष**
50 डिग्री पर 8% फेरिक क्लोराइड, 4% हाइड्रोक्लोरिक एसिड पीसीबी आदि में 316 स्टेनलेस स्टील विसर्जन ट्यूबों के लिए, अत्यधिक क्षरण के बिना 2000 घंटे की सेवा के लिए ट्यूब बंडल में अधिकतम प्रवाह वेग ट्यूब शीट पर संक्षारण पतलापन 1.5 मीटर/सेकेंड है। 2.0 मीटर/सेकंड से ऊपर के वेग पर, ट्यूब शीट पर दीवार का नुकसान 0.16 मिमी से अधिक हो जाता है, जिससे संयुक्त अखंडता से समझौता हो जाता है। उच्च स्थानीय अशांति, तापीय प्रवणता और गैल्वेनिक प्रभावों के कारण ट्यूब शीट महत्वपूर्ण स्थान है। पीसीबी नक़्क़ाशी के लिए 316 हीटर निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों को 1.5 मीटर/सेकेंड से कम प्रवाह वेग, त्रिज्या ट्यूब शीट किनारों के लिए डिज़ाइन करना चाहिए, और विस्तारित अभियानों के लिए उच्च मिश्र धातुओं पर विचार करना चाहिए। यह प्रवाह वेग विनिर्देश फेरिक क्लोराइड पीसीबी नक़्क़ाशी अनुप्रयोगों में प्रमुख विफलता मोड को रोकता है।
