Estratègies de selecció de materials per a escalfadors de cartutxos d'entorn corrosiu

En condicions de processament químic, els materials tradicionals de l'escalfador de cartutxos es descomponen ràpidament, donant lloc a fallades primerenques que detenen la producció i contaminen els ingredients clau del procés. En entorns hostils, les beines d'acer inoxidable prou bones per a un ús industrial habitual es poden danyar per atac de clorur, solucions càustiques o exposició àcida en poques setmanes. L'elecció dels aliatges adequats de la funda i les precaucions de seguretat per a determinades exposicions a productes químics atura aquestes maneres ràpides de trencar-se i allarga molt els intervals de servei.

Per a la majoria d'usos, l'acer inoxidable 304 que predomina en els escalfadors de cartutxos normals és una opció excel·lent perquè és resistent a la corrosió i no és massa car. Però quan els polímers que contenen sal, clorur-o desinfectants durs entren en contacte amb la paret de la funda, comencen a produir corrosió que travessa la paret i permet que els materials processin l'escalfador. Quan la humitat o els productes químics arriben a l'aïllament d'òxid de magnesi, l'electricitat es filtra i l'eficàcia de la calefacció cau de manera imprevisible. A les zones marines o a les plantes de fabricació costaneres, aquest patró de degradació es produeix en mesos en lloc d'anys.


Els aliatges Incoloy són millors per resistir la corrosió per estrès de clorur i l'oxidació a altes temperatures que altres tipus de metalls. Això es basa en l'experiència amb equips farmacèutics i de processament d'aliments. Aquests compostos de níquel-ferro-crom es mantenen forts en els entorns de rentat quan s'hi ruixen netejadors càustics a alta pressió i se segueixen rentats àcids. L'aliatge costa més que l'acer inoxidable normal, però la vida útil més llarga i el manteniment menys freqüent fan que valgui la pena els diners addicionals en els casos en què substituir un escalfador significa aturar la producció o revalidar un entorn estèril.

La comparació de diferents-aliatges d'alt rendiment mostra que algunes famílies químiques tenen certs avantatges. Les beines de titani poden suportar àcids molt oxidants i condicions de clorur que destrueixen fins i tot els materials Incoloy. Tanmateix, la conductivitat tèrmica reduïda del metall i el cost més elevat fan que només es puguin utilitzar en químiques molt dures. En algunes operacions químiques, els ambients amb àcid sulfúric o àcid fosfòric poden ser molt perillosos. Hastelloy C-276 és un exemple d'aliatge especialitzat que pot suportar aquestes condicions millor que els materials normals. Per triar les espècies químiques adequades, cal saber exactament quines són, fins i tot les petites quantitats de contaminants que poden no semblar gran cosa però que en realitat acceleren molt la corrosió.

La temperatura té un gran efecte en la rapidesa amb què es corroeixen les coses. Les temperatures més altes sovint acceleren molt els atacs químics. A 200 o 300 graus, un material que funciona bé a temperatura ambient pot no funcionar en absolut. Les proves de corrosió a altes temperatures mentre l'equip està en ús sovint mostren connexions sorprenents entre els mecanismes d'estrès tèrmic i químic. Quan els materials s'utilitzen en situacions en què estaran exposats tant a altes temperatures com a productes químics, escollir materials amb cura amb grans marges de seguretat pot evitar que fallin catastròficament quan es veuen empès al límit.

La qualitat de l'acabat superficial afecta la resistència del material a la corrosió, no només l'elecció del material base. Les superfícies polides tenen menys probabilitats d'adherir-se als productes químics i corroir-se a les esquerdes que els acabats rugosos o mats. L'electropolit elimina les impureses superficials i les capes-esgotades de crom que es formen durant la soldadura o el mecanitzat. Això recupera la capacitat de l'aliatge subjacent de resistir la corrosió. En la fabricació d'aliments o medicaments, els acabats superficials amb certes mitjanes de rugositat impedeixen que els bacteris creixin i són resistents als desinfectants químics.