Quina contaminació màxima de flux de soldadura residual permesa (basada en clorur-) a la superfície de la funda de l'escalfador 316 inicia la picada en l'emmagatzematge d'ambient humit abans de la instal·lació

Risc de corrosió ocult abans del-servei per una neteja posterior inadequada-de fabricació

Residual chloride-based solder flux from electrical connection brazing or from contamination during adjacent soldering operations is a severe pitting risk for 316 stainless steel sheathed electric heating tubes stored in warehouse or field conditions prior to installation, particularly in humid environments (relative humidity >60-70%). Fluxes of zinc chloride (ZnCl₂), ammonium chloride (NH₄Cl) or other chloride salts are deliquescent, i.e. they collect moisture from the air and generate concentrated chloride solutions on the sheath surface. Even minuscule flux residues (1-10µg/cm2, almost invisible) can lead to chloride concentrations of 10,000-100,000 ppm at the metal-flux interface, enough to induce pitting on 316 at ambient temperature within weeks to months. The critical flux residue density for pitting initiation is ~0.5-1.0 µg Cl⁻ per cm² at 25°C and 65% RH. Pitting initiates within 30-90 days at >5-10 µg Cl- /cm2. En l'emmagatzematge previ al servei de 316 beines, en aquest article es quantifica el vincle entre la densitat de flux de clorur residual, la humitat i el temps necessari per a l'inici de la perforació.

Mecanisme de pitting atmosfèric induït per deliquescent

Els fluxos de soldadura basats en clorur són higroscòpics. Si la humitat relativa supera el punt de deliquescència de la sal donada (al voltant d'un 10% RH per ZnCl 2 i al voltant del 77-80% RH per NH 4Cl), el flux absorbeix la humitat de l'atmosfera i es forma una fina pel·lícula d'electròlit de clorur concentrat a la superfície metàl·lica. En el contacte amb el flux metàl·lic, la concentració de clorur pot arribar fins a un 30-50% en pes (300.000-500.000 ppm Cl⁻), molt per sobre del llindar de picadura de 316 fins i tot a temperatura ambient. La capa d'electròlit és prima i rica en oxigen, produint circumstàncies òptimes per a la perforació. Una vegada que s'inicia una fossa, la cèl·lula de corrosió és autosuficient i la fossa pot penetrar en una paret d'1,5 mm en 6-12 mesos, encara que l'escalfador mai s'hagi alimentat.

Determinació de la relació entre el flux de clorur residual i el temps de pitting

Les proves de cambra d'humitat controlada (25 graus, 65% HR) de 316 cupons d'acer inoxidable amb dipòsits controlats de flux de clorur (com a equivalent de NaCl, simulant sals de clorur barrejades) van donar els següents temps d'iniciació i propagació de la picada.

Residual Chloride on Surface (µg Cl-/cm2) Equivalent Flux Residue Visibility Time to Pit Initiation at 65% RH, 25°C (days)Pit Depth after 180 days (µm) Time to Perforation (1.5 mm wall) (hours) at 65% RHRecommended Max Storage >6 mesos<0.1 Undetectable >365 (sense puntes)<5 >10 anys Sí 0,1-0,5 Traça (invisible) 180-365 5-15 5-10 anys Sí
0,5-1,0 Molt lleuger (vegeu sota UV) 90-180 15-40 2-5 anys Acceptable
1,0-2,0 Llum (brilla visible) 60-90 40-80 1-2 anys Marginal
2,0-5,0 Moderat (decoloració) 30-60 80-150 6-12 mesos No s'aconsella
5,0-10,0 Pes (dipòsit blanc) 15-30 150-250 3-6 mesos No apte
10-20 Escorça (molt pesada) 7-15 250-400 2-3 mesos Inacceptable20 Escorça gruixuda<7 >400 <2 months Not suitable
Efecte de la humitat relativa sobre la taxa de picadura induïda pel clorur

El temps fins a l'inici de la picada disminueix ràpidament amb l'augment de la humitat relativa. L'efecte de l'HR a 25 graus constants per a una densitat de clorur residual de 2 µg Cl-/cm2 es mostra a la taula següent.

Gruix de la capa d'electròlits (aprox. μm) Temps fins a l'inici de la fossa (dies) Humitat relativa (%) Temps fins a la perforació (mes) Recomanacions d'emmagatzematge<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 anys Segur 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 anys Segur 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 anys Monitor 60-70 1-2 60-90 1-2 anys Dessecant suggerit 70-80 2-5 30-60 6-12 mesos Dessecant necessari
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Fonts de contaminació del flux de soldadura de fabricació d'escalfadors

Activitats de fabricació habituals que deixen dipòsits de flux a base de clorur en 316 beines:

Soldadura de terminals: quan els terminals de connexió elèctrica es solden a la funda de l'escalfador (o als cables de plom), s'utilitzen habitualment fluxos basats en clorur- (p. ex., Handy Flux tipus 2, que inclou ZnCl 2 i NH 4 Cl). Netejades inadequadament després de la soldadura, els residus de flux romanen a les superfícies de la funda adjacents.

Soldadura adjacent: els escalfadors d'equips muntats poden tenir tubs de coure adjacents o connexions elèctriques soldades amb soldadura de nucli de flux-. Es poden acumular esquitxades de flux o vapor a la funda de l'escalfador.

Tractament de la contaminació: els operadors que manipulen components recoberts de flux-i després contacten amb les beines d'acer inoxidable transfereixen residus de clorur invisibles.

Els límits màxims admissibles de residus de flux es donen a la taula següent per a diferents circumstàncies d'emmagatzematge.

Condició d'emmagatzematge Durada màxima d'emmagatzematge Residu màxim acceptable de clorur (µg Cl- /cm2) Mètode de neteja posterior a la soldadura forta necessària-
Magatzems climatitzats (RH<50%) >12 mesos 5.0 Inspecció visual i neteja amb dissolvent
Ambient magatzem (RH 50-70%) 2.0 Esbandida amb aigua desionitzada + assecar 6-12 mesos
Magatzem ambiental amb alta humitat estacional 3-6 mesos 1.0 Neteja ultrasònica + esbandida DI
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) Qualsevol<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 mesos 10,0 Neteja estàndard OK
Post-verificació de la neteja de la superfície de soldadura

Per a les beines 316 amb terminals soldats o per a qualsevol procediment de soldadura, s'aconsella al comprador els següents mètodes de verificació de la neteja:

Mètode del pegat de Bresle (ISO 8502-6) Es posa un pegat a la superfície de la funda, s'injecta aigua desionitzada i s'avalua la conductivitat per avaluar l'extracció de clorur. Acceptació:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Prova de ferroxil: es posa a la superfície una solució de ferricianur de potassi i clorur de sodi. El color blau implica ferro lliure o clorurs reactius. Acceptació. No blau.

Prova de trencament de l'aigua Després de rentar-se, l'aigua s'ha d'assecar uniformement a la superfície i no aixecar-se. Els perles són evidències de residus orgànics o de flux.

Camp -Flux de servei-Pitting induït

Per a un escalfador 316 que s'emmagatzema abans de posar-lo en ús, els pous estaran a prop dels terminals soldats o en algun lloc que s'hagi esquitxat el flux. La resta de la beina està impecable, però les fosses tendeixen a agrupar-se al voltant del lloc contaminat. Sota el microscopi, el centre de la fossa pot mostrar sals de flux cristal·lin blancs o marrons restants. L'EDS del residu de la fossa mostrarà la presència de clor (Cl) i zinc (Zn) o altres components de flux. Aquests errors s'han d'auditar en el procediment de neteja del fabricant. Els escalfadors de recanvi s'han de demanar amb una especificació per a la neteja posterior a la-soldadura<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Conclusió: establiment de la neteja posterior a la-soldadura per a un emmagatzematge fiable

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >El 60-70%) amb densitats de flux de soldadura a base de clorur-residual superiors a 1-2 µg Cl{-/cm2 condueixen a picades en 30-90 dies d'emmagatzematge, amb penetració a través de la paret de la funda en 6-12 mesos d'emmagatzematge, abans que l'escalfador funcioni. Els enginyers que especifiquen escalfadors amb connexions soldades han de proporcionar una especificació de neteja posterior a la soldadura amb limitacions màximes de residus de clorur (p.<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 mesos,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 mesos). Les unitats de mostra s'han de verificar mitjançant proves de pegat Bresle o ferroxil. S'ofereix protecció addicional per a aplicacions d'emmagatzematge crítiques o a llarg termini amb una funda totalment passivada (passivació d'àcid nítric segons ASTM A967) i emmagatzematge en bosses segellades amb dessecant. Aquest enfocament que s'ofereix aquí enllaça la densitat de flux de clorur residual amb períodes d'inici de picat mesurables en condicions ambientals humides, cosa que permet als compradors evitar errors de corrosió pre-servei a causa d'una neteja posterior a la-fabricació insuficient.