সালফিউরিক অ্যাসিডের ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার কোন নির্দিষ্ট সংমিশ্রণে একটি 2.0 মিলিমিটার 316 স্টেইনলেস স্টীল শীথ প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 8 ওয়াটের নীচে ধাতব পিকলিং বাথের ছয় মাসের মধ্যে সাধারণ ক্ষয় প্রবেশ রোধ করতে হবে?

স্টিল মিল এবং মেটাল ফ্যাব্রিকেশন ইন্ডাস্ট্রিতে মেটাল পিকলিং বাথের জন্য বৈদ্যুতিক নিমজ্জন হিটার তৈরির প্রক্রিয়া প্রকৌশলীরা চরম তাপমাত্রায় সালফিউরিক অ্যাসিডের মুখোমুখি হলে 316টি স্টেইনলেস স্টীল শীথগুলির জন্য সবচেয়ে কঠোর অবস্থার একটির মুখোমুখি হন। পিকলিং বাথগুলি সাধারণত 60 থেকে 90 ডিগ্রি তাপমাত্রায় এবং 10 থেকে 25% সালফিউরিক অ্যাসিডের ঘনত্বে পরিচালিত হয়, প্রায়শই দ্রবীভূত লৌহ লবণের সাথে, যা ক্ষয় আচরণকে আরও জটিল করে তোলে। একটি 2.0 মিমি প্রাচীর বেধ প্রায়ই ক্ষয় এবং স্নানের অশান্তি এবং ওয়ার্কপিসের সাথে যোগাযোগের যান্ত্রিক স্থিতিস্থাপকতা দেওয়ার জন্য বেছে নেওয়া হয়। যাইহোক, 8-12 W/cm 2 এর গড় ওয়াট ঘনত্বে, আবরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বাল্ক স্নানের তাপমাত্রার থেকে 20-40 ডিগ্রী উপরে উন্নীত হয়, সম্ভবত আবরণটিকে সক্রিয় ক্ষয় ব্যবস্থায় স্থাপন করে যেখানে ক্ষয়ের হার প্রতি বছর 5 মিমি অতিক্রম করে। নিবন্ধটি ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার বিশেষ সংমিশ্রণ সরবরাহ করে যার জন্য ছয় মাসের মধ্যে সাধারণ ক্ষয় অনুপ্রবেশ এড়াতে 8 W/cm2 এর নিচে 2.0 মিমি 316 শেথের প্রয়োজন হয়।

প্যাসিভ-সালফিউরিক অ্যাসিডে 316 স্টেইনলেস স্টিলের সক্রিয় রূপান্তর
পূর্ববর্তী কাগজপত্রে রিপোর্ট করা হয়েছে, সালফিউরিক অ্যাসিডে 316 স্টেইনলেস স্টিলের জন্য সক্রিয়-প্যাসিভ ট্রানজিশন তাপমাত্রা এবং ঘনত্ব উভয়ের জন্যই যথেষ্ট সংবেদনশীল। নিষ্ক্রিয় শাসনে ক্ষয় হার প্রতি বছর 0.2 মিমি কম হয়। সক্রিয় শাসনের হার প্রতি বছর 5-20 মিমি। পিকলিং স্নানের অবস্থার রূপান্তর সীমা একটি নির্দিষ্ট বক্ররেখা অনুসরণ করে। 10 শতাংশের জন্য রূপান্তর তাপমাত্রা। সালফিউরিক অ্যাসিড প্রায় 55 ডিগ্রি সেলসিয়াস। 15% এ 45 ডিগ্রি ট্রানজিশন। 20% এ এটি 38 ডিগ্রিতে নেমে যায়। এটি 32 ডিগ্রি . - 25% পর্যন্ত হয়। 15% সালফিউরিক অ্যাসিড সহ 70 ডিগ্রীতে বাল্ক বাথের একটি হিটারের জন্য, একা বাল্ক অবস্থা ইতিমধ্যে 45 ডিগ্রী ট্রানজিশন তাপমাত্রার উপরে - স্নান সক্রিয়ভাবে 316 তে ক্ষয়কারী কোনো তাপ প্রবাহ ছাড়াই. 316 দেয়ালের বেধ বা ওয়াট নির্বিশেষে এই পরিস্থিতিতে উপযুক্ত নয় যাইহোক, অনেক পিকলিং বাথ ট্রানজিশন জোনে চালিত হয় যেখানে বাল্ক অবস্থা প্যাসিভ কিন্তু খাপ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা উচ্চ তাপ প্রবাহ দ্বারা সক্রিয় শাসনে চালিত হয়। 8 W/cm2 তে 2.0 মিমি বেধের একটি খাপের জন্য বাল্ক থেকে খাপের পৃষ্ঠে তাপমাত্রা বৃদ্ধি প্রায় 20-25 ডিগ্রি। বাল্ক বাথ 15% অ্যাসিড (প্যাসিভ) সহ 40 ডিগ্রীতে থাকে তাই আবরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 60-65 ডিগ্রী যা 45 ডিগ্রির উপরে তাই বাল্ক বাথ প্যাসিভ হলেও শীথ পৃষ্ঠে রূপান্তর-সক্রিয় ক্ষয় ঘটে।

2.0 মিমি শীথের ক্রিটিক্যাল ডিরেটিং থ্রেশহোল্ড
তাপমাত্রায় 316টি নমুনার জারা পরীক্ষা এবং পিকলিং বাথের তাত্পর্যের ঘনত্ব ছয় মাসের মধ্যে সাধারণ ক্ষয় অনুপ্রবেশ রোধ করার জন্য 2.0 মিমি প্রাচীরের খাপের জন্য নিম্নোক্ত ডিরেটিং প্রয়োজনীয়তা তৈরি করেছে। মানগুলি সর্বাধিক ওয়াট ঘনত্বের প্রতিনিধিত্ব করে যা নির্দিষ্ট বাল্ক ঘনত্বের জন্য প্যাসিভ-সক্রিয় স্থানান্তর তাপমাত্রার থেকে কমপক্ষে 5 ডিগ্রি নীচে খাপ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বজায় রাখে।

বাল্ক সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্ব বাল্ক বাথ টেম্পারেচার প্যাসিভ-এই কনসেন্ট্রেশনে অ্যাক্টিভ ট্রানজিশন টেম্পারেচার সর্বোচ্চ শেথ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা (ট্রানজিশন – 5 ডিগ্রী সেফটি মার্জিন) 2.0 মিমি শীথের জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত ওয়াট ঘনত্ব প্রত্যাশিত সময় 2.0 মিমি ওয়াট প্রবেশের সাথে উচ্চতর
10% 35 ডিগ্রী 55 ডিগ্রী 50 ডিগ্রী 12 W/cm2 8-12 মাস 12 W/cm এ2 10% 40 ডিগ্রী 55 ডিগ্রী 50 ডিগ্রী 8 W/cm2 6-9 মাস 8 W/cm2
10% 45 ডিগ্রী 55 ডিগ্রী 50 ডিগ্রী 4 W/cm2 4-6 মাস 8 W/cm এ2 10% 50 ডিগ্রী 55 ডিগ্রী 50 ডিগ্রী 0 W/cm2 (সম্ভাব্য নয়) যেকোনো ওয়াট ঘনত্বে 2-4 মাস
30 ডিগ্রী 45 ডিগ্রী 40 ডিগ্রী 15% 10 ওয়াট/সেমি² 6-10 মাস 10 ওয়াট/সেমি²
15% 35 ডিগ্রী 45 ডিগ্রী 40 ডিগ্রী 6 ওয়াট/সেমি² 4-6 মাস 8 ওয়াট/সেমি²
15% 40 ডিগ্রী 45 ডিগ্রী 40 ডিগ্রী 2 W/cm2 3-5 মাস 6 W/cm2
15% >42 ডিগ্রী 45 ডিগ্রী 40 ডিগ্রী সম্ভব নয় 2-3 মাস 20% 25 ডিগ্রী 38 ডিগ্রী 33 ডিগ্রী 8 W/cm2 5-8 মাস 8 W/cm2 এ
20% 30ºC 38ºC 33ºC 4 W/cm2 3-5 মাস থেকে 6 W/cm2
20% 35 ডিগ্রি 38 ডিগ্রি 33 ডিগ্রি 0 W/cm² (সম্ভব নয়) 2-3 মাস 25%< 25°C < 32°C < 27°C < 4 W/cm2 2-4 months at 5 W/cm2
15% সালফিউরিক অ্যাসিডের 40 ডিগ্রী বাল্ক তাপমাত্রায় একটি সাধারণ পিকলিং বাথের জন্য, একটি 2.0 মিমি 316 খাপকে অবশ্যই 2 W/cm 2 তে বা তার নিচে কাজ করতে হবে যাতে খাপের পৃষ্ঠটি 40 ডিগ্রির নিচে এবং নিষ্ক্রিয় থাকে। 8 W/cm2 এ খাপের পৃষ্ঠটি প্রায় 60-65 ডিগ্রী সেলসিয়াস, সক্রিয় শাসনের মধ্যে অনেক দূরে এবং সাধারণ ক্ষয় 2.0 মিমি প্রাচীরের মধ্য দিয়ে 3-5 মাসের মধ্যে খেয়ে ফেলবে। 6 ওয়াট/সেমি² পর্যন্ত স্থায়িত্ব 4-6 মাস পর্যন্ত জীবনকে 6 মাসের কম পর্যন্ত প্রসারিত করে। 4 ডব্লিউ/সেমি 2 থেকে কমানো প্যাসিভ অপারেশন এবং 5+ বছর জীবন দেয় কিন্তু শিল্প পিকলিং বাথের জন্য এই ধরনের কম ওয়াটের ঘনত্ব খুব কমই ব্যবহারিক।

নিরাপদ অপারেটিং খাম - ছয় মাসের পরিষেবা জীবন
নিচের সারণীতে সর্বাধিক নিরাপদ বাল্ক সালফিউরিক অ্যাসিড ঘনত্ব এবং 2.0 মিমি 316 শীথের জন্য তাপমাত্রা সংমিশ্রণের তালিকা রয়েছে যাতে সক্রিয় জারা অনুপ্রবেশ ছাড়াই বিভিন্ন ওয়াটের ঘনত্বে ছয় মাসের পরিষেবা জীবন প্রদান করা যায়।

ওয়াট ঘনত্ব সর্বোচ্চ বাল্ক তাপমাত্রা 10% H2SO4 এর জন্য সর্বোচ্চ বাল্ক তাপমাত্রা 15% H2SO4 এর জন্য সর্বাধিক বাল্ক তাপমাত্রা 20% H2SO4 এর জন্য সর্বাধিক বাল্ক তাপমাত্রা 25% H2SO4 4 W/cm2 48 ডিগ্রী 36 ডিগ্রি W12} ডিগ্রী 38 সেমি {5} ডিগ্রী 35 ডিগ্রী 28 ডিগ্রী 22 ডিগ্রী 8 ওয়াট/সেমি2 43 ডিগ্রী 32 ডিগ্রী 25 ডিগ্রী নিরাপদ নয় 10 ওয়াট/সেমি2 40 ডিগ্রী 28 ডিগ্রী নিরাপদ নয় নিরাপদ নয়
12 W/cm2 36 ডিগ্রি নিরাপদ নয় নিরাপদ নয় নিরাপদ নয়
15% সালফিউরিক অ্যাসিড এবং 35 ডিগ্রী বাল্ক তাপমাত্রায় পিকলিং স্নানের জন্য 8 W/cm2 তে একটি 2.0 মিমি 316 খাপের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায় 58 ডিগ্রি, 45 ডিগ্রি ট্রানজিশনের উপরে থাকবে। এটি সম্ভবত ছয় মাস স্থায়ী হবে না। 4 W/cm^2 এর একটি ওয়াট ঘনত্ব পৃষ্ঠটিকে প্রায় 48 ডিগ্রিতে রাখে, 45 ডিগ্রির ট্রানজিশন তাপমাত্রার উপরে, কিন্তু হ্রাসকৃত তাপ প্রবাহের হার অনুপ্রবেশের ছয় মাস আগে ক্ষয় হারকে যথেষ্ট পরিমাণে ধীর করে দেয়। 45 ডিগ্রী বাল্ক এবং 10% সালফিউরিক অ্যাসিড, 4 W/cm² একটি পৃষ্ঠের তাপমাত্রা প্রায় 58 ডিগ্রী দেয়, যা 55 ডিগ্রী পরিবর্তনের তাপমাত্রার উপরে, এবং ছয় মাস জীবন প্রান্তিক।

ডিরেটিং ছাড়াই ছয় মাসের জীবন অর্জনের জন্য ডিজাইন পরিবর্তন
যদি পিকলিং বাথের অবস্থা নিরাপদ অপারেশনের জন্য অনুমোদিত ওয়াটের চেয়ে বেশি ওয়াটের ঘনত্বের দাবি করে, তবে তিনটি নকশা সমন্বয় 8 W/cm2 এর নিচে না কমিয়ে 2.0 মিমি 316 শীথ সহ একটি ছয়-মাসের পরিষেবা জীবন প্রদান করবে। প্রথমটি হল হিটারের পৃষ্ঠ জুড়ে অ্যাসিডের সঞ্চালন উন্নত করা। 1-2 মি/সেকেন্ড বেগ সহ উত্তাল প্রবাহ। একই ওয়াট ঘনত্বের সাথে খাপ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 25 ডিগ্রি থেকে 10-15 ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধি হ্রাস করে। স্থবির অবস্থায় 65 ডিগ্রি পৃষ্ঠের তাপমাত্রা সহ একটি হিটার ভালভাবে সঞ্চালিত অ্যাসিডে 50 ডিগ্রিতে কাজ করতে পারে এবং প্রকৃতপক্ষে ট্রানজিশন থ্রেশহোল্ডের নীচে নেমে যেতে পারে। দ্বিতীয় পরিবর্তন হল পিলিং বাথের মধ্যে একটি জারা প্রতিরোধক প্রবর্তন করা। কমার্শিয়াল ইনহিবিটারগুলি সক্রিয় ক্ষয়ের হার 70-90% কমাতে পারে এবং প্যাসিভ শাসনকে উচ্চ তাপমাত্রায় প্রসারিত করতে পারে। চূড়ান্ত সামঞ্জস্য হল স্নানের নীচের অংশে যেখানে তাপমাত্রা স্তরবিন্যাস থেকে বেশি হয় সেখানে বিদ্যুতের ঘনত্ব হ্রাস সহ একটি ডুয়াল ওয়াট ঘনত্বের হিটার ডিজাইন নিয়োগ করা। সবচেয়ে ভালো প্রকৌশলী উত্তর হল 316 থেকে আরও বেশি প্রতিরোধী অ্যালোয় আপগ্রেড করা যেমন অ্যালয় 20 বা অ্যালয় 825 বেশিরভাগ পিকলিং বাথ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য। সাধারণত, একই আকারের একটি 2.0 মিমি 316 খাপ এবং একটি অ্যালয় 20 খাপের মধ্যে খরচের পার্থক্য 30-50%, কিন্তু 50-60 ডিগ্রিতে 15-20% সালফিউরিক অ্যাসিডের পরিষেবা জীবন 3-6 মাস থেকে 3-5 বছর পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়। পিকলিং বাথের জন্য হিটার বেছে নেওয়ার ক্ষেত্রে, প্রকৌশলীর উচিত সরবরাহকারীকে স্নানের সঠিক সংমিশ্রণ, তাপমাত্রার পরিসীমা এবং অশান্তির প্রত্যাশিত মাত্রা সম্পর্কে পরামর্শ দেওয়া। যদি প্রস্তুতকারক 50 ডিগ্রিতে 15% সালফিউরিক অ্যাসিডের জন্য 316 সুপারিশ করে এবং ডিরেটিং বা সক্রিয় ক্ষয়ের সম্ভাবনা সম্পর্কে কথা না বলে তবে তারা উপযুক্ত পরামর্শ দিচ্ছে না। সালফিউরিক অ্যাসিডের প্যাসিভ থেকে সক্রিয় ক্ষয়ের পরিবর্তন দ্রুত এবং নির্দয়। সক্রিয় ক্ষয়ের জন্য, প্রতি বছর 5-মিমি ক্ষতি সহ একটি 2.0-মিমি আবরণ পাঁচ মাসেরও কম সময়ে ছিদ্র হয়ে যাবে। একটি ছয় মাস জীবনের জন্য 8 W/cm² এর নিচে একটি derating সাধারণত প্রয়োজন হয় তবে অনেক শিল্প পিকলিং স্নানের ক্ষেত্রে 4 W/cm² বা তার থেকে কম ডিরেটিং অবাস্তব এবং অ্যালয় আপগ্রেড একমাত্র নির্ভরযোগ্য পছন্দ।