খাদ্যে 316 স্টেইনলেস স্টীল নিমজ্জন উনান-গ্রেড কস্টিক ওয়াশ সলিউশন (pH > 12) এর জন্য প্রয়োজনীয় খাপের বেধ কী?

উচ্চ ক্ষারীয় পরিষেবার মধ্যে মৌলিক বাণিজ্য বন্ধ

কস্টিক ওয়াশ সলিউশন, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড (NaOH) বা পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইড (KOH), প্রায়ই 1-5% ঘনত্ব এবং 70-90 ডিগ্রি তাপমাত্রায় খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ সুবিধা দ্বারা ট্যাঙ্ক, পাইপ এবং জৈব বর্জ্যের সরঞ্জাম পরিষ্কার করার জন্য ব্যবহার করা হয়। 316 স্টেইনলেস স্টিলের বৈদ্যুতিক নিমজ্জন হিটারগুলি সরাসরি এই ক্ষারীয় দ্রবণগুলিতে নিমজ্জিত হয় এবং একটি স্থিতিশীল প্যাসিভ আবরণ তৈরির কারণে উপাদানটি ভাল সাধারণ জারা প্রতিরোধের প্রদর্শন করে। দুটি ব্যর্থতা মোড, তবে, টিউবের অখণ্ডতাকে বিপন্ন করে: বর্ধিত তাপমাত্রায় কস্টিক স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং (CSCC) এবং ক্লোরাইডের উপস্থিতিতে স্থানীয় আক্রমণ যা পূর্বের ওয়াশিং চক্র থেকে উপস্থিত হতে পারে। খাপের পুরুত্ব ফ্র্যাকচার অনুপ্রবেশের প্রতিরোধ এবং গরম করার তাপীয় দক্ষতা উভয়কেই প্রভাবিত করে। স্যানিটারি সরঞ্জাম ডিজাইন করার জন্য অভিজ্ঞতামূলক জারা ডেটা, তাপ স্থানান্তর গণনা এবং শিল্পের প্রয়োজনীয়তা ব্যবহার করে, গবেষণা খাদ্য গ্রেড কস্টিক পরিষেবার জন্য প্রাচীরের বেধের প্রয়োজনীয় পরিসীমা নির্ধারণ করে।

কস্টিক জারা আচরণ এবং প্রাচীর পুরুত্বের প্রতিরক্ষামূলক প্রভাব

316 স্টেইনলেস স্টিলের বিশুদ্ধ কস্টিক দ্রবণে (pH 12-14) 90 ডিগ্রির নিচে তাপমাত্রায় অত্যন্ত কম অভিন্ন জারা হার রয়েছে, সাধারণত 0.02 মিমি/বছরের কম। ক্রোমিয়াম এবং মলিবডেনামের উচ্চ ঘনত্ব একটি নিষ্ক্রিয় হাইড্রক্সাইড স্তরকে দ্রবীভূত করার প্রতিরোধী রাখে। তত্ত্বগতভাবে, একটি 1.0 মিমি প্রাচীর শুধুমাত্র অভিন্ন আক্রমণের অধীনে 50 বছর সহ্য করবে। আসল ঝুঁকি হ'ল কস্টিক স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং যার জন্য তিনটি অবস্থার একযোগে উপস্থিতি প্রয়োজন: একটি সংবেদনশীল উপাদান (অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল), একটি উচ্চ প্রসার্য চাপ (টিউব গঠন বা তাপ সাইক্লিং থেকে অবশিষ্ট), এবং একটি ঘনীভূত কস্টিক পরিবেশ (প্রায়শই তরল-বাষ্প ইন্টারফেস বা নীচে)। একবার শুরু হলে, CSCC 0.1-0.5 মিমি/বছর হারে ট্রান্সগ্রানুলারভাবে প্রচার করে। 1.2 মিমি প্রাচীরের পুরুত্বের একটি হিটিং টিউবে যদি একটি ফ্র্যাকচার 0.3 মিমি/বছরে বৃদ্ধি পায় তবে এটি 4 বছরে ছিদ্র হয়ে যাবে। প্রাচীরটিকে 2.0 মিমি পর্যন্ত বাড়ানোর ফলে ক্র্যাক অনুপ্রবেশের সময় প্রায় ছয় থেকে সাত বছর পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, একই ফাটল বৃদ্ধির হার অনুমান করে। আরও তাৎপর্যপূর্ণ, ঘন দেয়াল টেনসিল লোড ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য একটি বড় ক্রস সেকশন অফার করে। অভ্যন্তরীণ চাপ থেকে অবশিষ্ট হুপ স্ট্রেস হল σ=P⋅ri/tσ=P⋅ri​/t যেখানে PP হল অভ্যন্তরীণ চাপ, রিরি— ভিতরের ব্যাসার্ধ এবং tt প্রাচীরের পুরুত্ব। পুরুত্ব দ্বিগুণ করলে উত্তেজনা অর্ধেক কমে যায় এবং ফ্র্যাকচারের বিকাশের জন্য পুশিং শক্তিও হ্রাস পায়। অপারেটিং তাপমাত্রায় 2 বারের অভ্যন্তরীণ চাপ সহ একটি সাধারণ সিল করা হিটারের জন্য, 1.0 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের জন্য হুপ স্ট্রেস প্রায় 10 এমপিএ এবং 2.0 মিমি প্রাচীর পুরুত্বের জন্য মাত্র 5 এমপিএ। এই ধরনের স্ট্রেস রিলিফ CSCC শুরু হওয়ার সম্ভাবনাকে অনেকাংশে কমিয়ে দেয়। তবে ডিজাইনারদের সচেতন হওয়া উচিত যে প্রতিরোধের তার, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড নিরোধক এবং খাপের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণের অমিল অতিরিক্ত চাপ সৃষ্টি করতে পারে যা মোটা দেয়াল দ্বারা সম্পূর্ণরূপে উপশম হয় না।

খাদ্য প্রক্রিয়াকরণের জন্য তাপীয় দক্ষতার প্রয়োজনীয়তা

ফুড গ্রেড কস্টিক ওয়াশ চক্র প্রায়ই সময় সংবেদনশীল হয়. উত্পাদনের সময়সূচী সন্তুষ্ট করার জন্য, একটি পরিষ্কার ট্যাঙ্ককে 30-45 মিনিটের মধ্যে 20 ডিগ্রি থেকে 80 ডিগ্রিতে সমাধান করতে হবে। মোটা দেয়াল মানে তাপ স্থানান্তরের একটি ধীর গতি, যা দীর্ঘতর গরম করার চক্র এবং উচ্চ শক্তির ব্যবহারের দিকে নিয়ে যায়। 12 মিমি বাইরের ব্যাস বিশিষ্ট একটি 316 স্টেইনলেস স্টিলের টিউবের জন্য, প্রাচীরটি 1.2 মিমি থেকে 2.0 মিমি পর্যন্ত প্রসারিত করলে তাপ প্রতিরোধের অনুপাত ln(ro/ri)ln(ro​/ri​) 0.223 থেকে 0.405 এ পরিবর্তিত হয়, একটি 82% বৃদ্ধি পায়। 3 কিলোওয়াটের একটি ধ্রুবক বৈদ্যুতিক আউটপুটে 20 ডিগ্রি থেকে 80 ডিগ্রি কস্টিক স্নানের 200 লিটার গরম করার সময় প্রায় 35 মিনিট থেকে 55 মিনিটে বৃদ্ধি পায়। এই বিলম্ব উৎপাদন থ্রুপুটকে প্রভাবিত করে এবং বৃহত্তর হিটিং ব্যাঙ্ক বা দীর্ঘ চক্র সময়কাল হতে পারে। এছাড়াও, মোটা দেয়ালের কারণে উচ্চতর আবরণের তাপমাত্রা নল পৃষ্ঠের কাছাকাছি জলের স্থানীয়ভাবে ফুটন্ত, কস্টিক লবণকে ঘনীভূত করতে এবং CSCC সূচনাকারী পরিস্থিতি প্রদান করতে পারে। একটি 2.0 মিমি প্রাচীরের সাথে খাপের তাপমাত্রা 115 ডিগ্রির বেশি হবে এবং 1.2 মিমি প্রাচীরের সাথে এটি 80 ডিগ্রি কস্টিক দ্রবণে 5 ওয়াট/সেমি 2 এ 95 ডিগ্রির কাছাকাছি আসবে। তাপমাত্রা 100 ডিগ্রি ছাড়িয়ে গেলে স্থানীয়ভাবে ফিল্ম ফুটন্ত ঘটতে পারে, যা বাষ্প-তরল ইন্টারফেসে কস্টিক ঘনত্বের ঝুঁকি বাড়ায়। তাই মোটা দেয়ালের তাপ খরচ শুধু দক্ষতার সমস্যা নয়-এটি সরাসরি জারা ঝুঁকিকে প্রভাবিত করে।

কস্টিক ওয়াশ সলিউশন নির্বাচন নির্দেশিকা দৃশ্যকল্প- ভিত্তিক

নীচের সারণীটি খাদ্য গ্রেড কস্টিক পরিষেবায় 316টি স্টেইনলেস স্টীল নিমজ্জন হিটারের জন্য প্রস্তাবিত খাপের বেধ দেয়, সমাধান ঘনত্ব, অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রতিদিন তাপচক্রের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে।

অপারেটিং কন্ডিশন এবং ডিউটি ​​সাইকেল প্রস্তাবিত ওয়াল থিকনেস থার্মাল এবং জারা ট্রেড-অফ 1-2% NaOH, 70-80 ডিগ্রি, 1-2 চক্র/দিন, 5 বছরের জীবন 1.5 মিমি ইউনিফর্ম জারা ন্যূনতম। হালকা CSCC ঝুঁকি. 1.5 মিমি 0.75 মিমি ক্র্যাক ডেভেলপমেন্ট @ 0.15 মিমি/বছর। মাঝারি তাপ সংক্রমণ জরিমানা (40% বনাম. 1.0 মিমি)।
3–5% KOH, 80–90 ডিগ্রি , 3–4 চক্র/দিন, 7-বছরের জীবন 2.0 মিমি উচ্চতর তাপমাত্রা CSCC ঝুঁকি বাড়ায় 2.0 মিমি হুপ স্ট্রেস 40% বনাম{10} মিমি, ফ্র্যাকচার অনুপ্রবেশ বাধা প্রদান করে। হিটার ব্যাঙ্ক অনেক বড়। গরম করার সময় 50-60% বেশি।
মাঝে মাঝে ক্লোরাইড সহ 5% NaOH (ক্যারিওভার থেকে ধুয়ে), 85 ডিগ্রি, 2-বছরের জীবন 2.5 মিমি ক্লোরাইড কস্টিক বৃদ্ধি পিটিং এবং CSCC। জারা ভাতার জন্য পুরু প্রাচীর (পিট গভীরতা 0.2-0.3 মিমি/বছর)। তাপীয় শাস্তি গুরুতর (100%+)। যাচাই করুন যে গরম করার সময় এখনও যুক্তিসঙ্গত।
যেকোন ঘনত্ব, প্রতিটি চক্রের পরে সম্পূর্ণরূপে খালি করা, বিরতিহীন কস্টিক ব্যবহার (একবার সাপ্তাহিক) 1.2-1.5 মিমি শুকানো এবং নিষ্কাশন করা কস্টিক স্তরকে অপসারণ করে, অফ- সময়কালে CSCC ঝুঁকি সরিয়ে দেয়। দ্রুত তাপ-উপরের জন্য পছন্দের পাতলা দেয়াল। স্ট্যান্ডার্ড স্যানিটারি হিটার বেধ যথেষ্ট।
দেয়ালের পুরুত্ব ব্যতীত ডিজাইনের অন্যান্য পরিপূরক উপাদান

শুধুমাত্র দেয়ালের বেধ কখনই কস্টিক পরিষেবার জন্য ডিজাইন বিবেচনা করা উচিত নয়। চারটি প্রশংসামূলক ব্যবস্থা যথেষ্ট পরিমাণে টিউবের জীবনকে দীর্ঘায়িত করে, যখন একটি পাতলা এবং আরও তাপীয়ভাবে কার্যকর প্রাচীরের জন্য অনুমতি দেয়। প্রথমত, স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং - দ্রবণ বাঁকানো বা ঢালাইয়ের পরে হিটারকে অ্যানিলিং করলে অবশিষ্ট টেনসিল স্ট্রেস 150 MPa-এর নিচে কমে যায়, যা CSCC-এর জন্য প্রয়োজনীয় স্ট্রেস উপাদান কমিয়ে দেয়। একটি চাপ উপশম 1.5 মিমি প্রাচীর প্রায়ই কস্টিক অবস্থায় একটি নন অ্যানিলড 2.5 মিমি প্রাচীর সঞ্চালন করে। দ্বিতীয়, পৃষ্ঠের ওয়াট ঘনত্ব বজায় রেখে ওয়াটের ঘনত্বের সীমাবদ্ধতা -<6 W/cm² limits sheath to liquid temperature difference to <20 °C and avoids localised boiling and caustic concentration. Third, the immersion depth - keeping the hot part completely covered eliminates the liquid-vapor contact, which is the most prevalent source of CSCC start. Fourth, periodic acid cleaning. Removal of dried caustic deposits by means of a dilute citric or phosphoric acid rinse will avoid the creation of concentrated caustic coatings that promote cracking. Proper grounding and cold end sealing finally guard against galvanic corrosion at the tank entrance point, a feature that is often missed yet contributes a substantial amount to premature failures.

উপসংহার: নির্ভরযোগ্য কস্টিক পরিষেবার জন্য বেধ নির্দিষ্ট করতে হবে

The choice of sheath thickness for 316 stainless steel immersion heaters in food-grade caustic wash solutions is a trade-off between resistance to fracture propagation and thermal efficiency. For most continuous or daily cycle services using 2 to 4% caustic at 80 to 85°C, a thickness of 1.8 to 2.0 mm provides a service life of seven years with heat transfer penalties of less than 60%. If chlorides are present or the temperature is high (>90 ডিগ্রী ), একই 2.5 মিমি বৃদ্ধি করা উচিত। স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং এবং কম ওয়াটের ঘনত্বও ডিজাইনারদের দ্বারা নির্দিষ্ট করা উচিত। বিরতিহীন ব্যবহারের জন্য, প্রতিটি ব্যবহারের পরে হিটারটি নিষ্কাশন এবং পরিষ্কার করার সাথে, 1.2-1.5 মিমি স্বাভাবিক স্যানিটারি পুরুত্ব সম্পূর্ণরূপে পর্যাপ্ত, যেহেতু কস্টিক ফিল্মকে ঘনীভূত করার অনুমতি দেওয়া হয় না। কেনার স্পেসিফিকেশন লেখার সময়, সর্বদা সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা, কস্টিক ঘনত্বের পরিসীমা, দৈনিক চক্রের ফ্রিকোয়েন্সি এবং আপস্ট্রিম প্রক্রিয়া থেকে যেকোন ক্লোরাইড এক্সপোজার উল্লেখ করুন। এটি একটি মৌলিক মাত্রিক প্রয়োজনকে একটি সম্পূর্ণ ক্ষয়-ব্যবস্থাপনা স্পেসিফিকেশনে পরিণত করে যা স্পষ্টভাবে দেয়ালের বেধকে নিরাপত্তা এবং খাদ্য-গ্রেডের ক্ষারীয় অবস্থায় উৎপাদন দক্ষতার সাথে সম্পর্কিত করে।