Odabir materijala za spajanje i tipova brtvila za patronske grijače u korozivnim okruženjima

Inženjeri koji rade u kemijskim tvornicama i pogonima za preradu hrane moraju se nositi s dva problema odjednom. Njihovi sustavi grijanja moraju biti u stanju nositi se s jakim kemikalijama, parom i nagrizajućim sredstvima za čišćenje, a istovremeno održavati odgovarajuću temperaturu. Na ovakvim mjestima, standardni patronski grijači s jednostavnim priključcima često se pokvare za nekoliko tjedana. To nije zato što grijaći element izgori, već zato što armature korodiraju, brtve se istroše ili vlaga uđe u električne spojeve.

Odabir pravog materijala za armature koje će se koristiti u korozivnoj službi počinje saznanjem koje će kemikalije biti u tom području. Nehrđajući čelik 304 dovoljno je čvrst da izdrži blage kemikalije, organske kiseline i koroziju iz zraka. Sadržaj kroma od 18% čini pasivni oksidni sloj koji štiti metal ispod njega. Ali nehrđajući čelik 304 nije dobar za slanu vodu, slanu vodu ili kemikalije koje sadrže klor jer ga napadaju kloridi.

Nehrđajući čelik 316 otporniji je na kloride i može izdržati oštrije kemijske uvjete budući da sadrži molibden. Ovaj stupanj može podnijeti kontakt sa sumpornom kiselinom, fosfornom kiselinom i otopinama soli koje bi oštetile nehrđajući čelik 304. Dodatni trošak materijala nije vrijedan u usporedbi s troškom zamjene grijača i izgubljenim vremenom u proizvodnji za važne primjene.

Incoloy 800 i druge legure nikla-željeza-kroma rade bolje od drugih legura kada je u pitanju ekstremna otpornost na kemikalije ili otpornost na oksidaciju pri visokim-temperaturama. Ovi materijali ostaju čvrsti i otporni su na hrđu čak i kada temperatura poraste iznad 1400 stupnjeva Fahrenheita. To ih čini dobrima za kemijsku obradu na visokim temperaturama ili situacijama s puno oksidacije. Grijači napravljeni s omotačima od Incoloya i spojnicama od nehrđajućeg čelika mogu se nositi sa situacijama koje bi oštetile obične jedinice.

Mjedeni priključci su jeftini i dobro funkcioniraju u mnogim situacijama, ali ne rade dobro na mjestima gdje mogu korodirati. Mjed se može brzo slomiti pod pritiskom kada su prisutni amonijak i amonijevi spojevi. Mjedeni priključci će potamniti i na kraju se oštetiti kemikalijama koje sadrže sumpor-. Voda koja brzo teče može razgraditi mjed uklanjanjem cinka, ostavljajući bakreni okvir koji je slab i kvari se. Zbog ovih ograničenja, mjed se može koristiti samo u blagim radnim uvjetima gdje nije izložen mnogim kemikalijama.

Odabir odgovarajuće završne brtve jednako je važan za opstanak u korozivnom okruženju. Brtva sprečava procesne tekućine da uđu u unutrašnjost grijača, gdje bi mogle kratko-spojiti otporni element i izolaciju od magnezijevog oksida. Standardno nisko{3}}temperaturno epoksidno zalijevanje, koje može podnijeti temperature do oko 266 stupnjeva Fahrenheita, odlično je za situacije koje nisu prevruće. Epoksid čini snažnu barijeru-otpornu na kemikalije koja lijepo prianja na metalne površine.

Visoko{0}}temperaturno epoksidno posuđe može izdržati temperature do oko 450 stupnjeva Fahrenheita, a pritom je i dalje otporno na kemikalije. Ovaj je materijal dobar za upotrebu u kojoj se olovni kraj zagrijava zbog provođenja topline duž omotača ili zbog blizine grijane zone. Kompromis-je u tome što je otpornost na vlagu malo manja nego kod formulacija na niskim-temperaturama, ali je još uvijek dovoljno dobra za većinu industrijskih namjena.

Punjenje sa silikonskom gumom je fleksibilno i može podnijeti temperature do 450 stupnjeva Fahrenheita. Elastomerna svojstva silikona čine ga sposobnijim za podnošenje temperaturnih ciklusa i mehaničkih vibracija od krutih epoksidnih sastava. Silikonske brtve dobro djeluju protiv vode i lakih kemikalija, ali jake kiseline i otapala mogu razgraditi tvar. Silikon često djeluje bolje od tvrđih materijala za zalivanje u situacijama kada postoji veliki toplinski udar ili mehanički stres.

Silikonski lak na cementnim posudama može podnijeti najviše temperature, do 1000 stupnjeva Fahrenheita tijekom dugih vremenskih razdoblja. Ova keramička -brtva može podnijeti promjene temperature, oksidaciju i gotovo sve kemijske uvjete, osim jakih kiselina i baza. Cementno zalijevanje je tvrdo i krto, što ga čini manje korisnim za primjene u kojima postoji mnogo vibracija ili savijanja na izlazu olova. Međutim, to je najbolji izbor za-stalnu uslugu pri visokim temperaturama.

Hermetičke brtve su najbolji izbor za primjene gdje je vlaga vrlo važna. Ove brtve koriste tehnologiju lemljenja koja povezuje staklo s metalom ili keramiku s metalom kako bi se osiguralo da vlaga ne može proći. Grijači s hermetičkim brtvama mogu dugo ostati u vodi ili pari pod visokim{2}}tlakom, a da se pritom ne oštete, što bi se dogodilo kod redovitog stavljanja u posudu. Zbog svoje visoke cijene i kompliciranog procesa proizvodnje, hermetičke brtve mogu se koristiti samo u situacijama kada je cijena kvara vrijedna izdatka.