אילו טכנולוגיות ציפוי פני השטח יכולות לשפר עוד יותר את עמידות החומצה והאלקליות של צינורות חימום עמידים בפני קורוזיה רגילות 316 מפלדת אל-חלד-?
צינורות חימום חשמליים קונבנציונליים מנירוסטה 316 בעלי עמידות מתונה בפני קורוזיה עבור סביבות תעשייתיות כלליות, תוך הסתמכות על סרטים פסיביים מקוריים של תחמוצת כרום כדי לעמוד בפני חמצון מתון ושחיקת כלוריד. עם זאת, בתנאי עבודה מורכבים הכוללים מחזורי חומצה חזקה ואלקליות חזקות לסירוגין, תחריט כימי מתמשך והשפעה בינונית מחזורית יפגעו בהדרגה בסרט הפסיבי הטבעי, וכתוצאה מכך קורוזיה של בור, דילול פני השטח וכישלון מוקדם של צינורות החימום. מאז התאמת הרכב החומר ואופטימיזציה של פסיביות הגבילו את שטח השיפור עבור מצעי פלדה 316 קונבנציונליים, טכנולוגיות ציפוי משטחים יעילות הפכו לנתיב טכני חשוב לשיפור נוסף של ההתנגדות הכפולה לחומצה ולאלקלי של צינורות חימום. שינוי ציפוי סביר יכול לבנות שכבת בידוד פיזית צפופה על פני הצינור, לבודד למעשה את המגע הישיר בין מדיה קורוזיבית ומצעי מתכת, ולהרחיב מאוד את יכולת ההסתגלות הסביבתית של צינורות חימום נירוסטה 316 רגילים.
בשונה מטיפול יחיד נגד-קורוזיה, תנאי עבודה מתחלפים של חומצה ואלקלי מציבים דרישות גבוהות יותר ליציבות ציפוי, חוזק מליטה ואינרטיות כימית. ציפויים אורגניים חד-שכבתיים-המסורתיים נוטים להתנפח, להתקלף ולהזדקן בסביבות השריית אלקליות חזקות-לטווח ארוך, בעוד שלציפויים קרמיים אנאורגניים רגילים יש קשיחות ירודה וקל לפיצוח תחת מחזוריות תרמית של צינורות חימום, וכתוצאה מכך לחדירה בינונית קורוזיבית. לכן, בחירת טכנולוגיות ציפוי מרוכבים ממוקדות היא המפתח לפתרון הבעיה של עמידות לא מספקת של חומצה כפולה ואלקלי של צינורות חימום קונבנציונליים מנירוסטה 316. מאמר זה מתמקד בשלוש טכנולוגיות בוגרות ויעילות לשינוי פני שטח המתאימות לתנאי עבודה של צינורות חימום: ציפוי קרמי מרוכב סול-ג'ל, ציפוי שרף פלואור שונה וציפוי מורכב מחוזק ננו-סיליקה.
טכנולוגיית ציפוי קרמי סול-ג'ל יוצרת שכבת הגנה אנאורגנית צפופה ו-גבוהה על פני השטח של 316 צינורות חימום מנירוסטה. הציפוי כולל עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה חומצה חזקה ויציבות מבנית מעולה. זה יכול להתנגד ביעילות לחריטה של חומצה גופרתית, חומצה הידרוכלורית ואמצעי חומצה חזקים אחרים, ולשמור על תכונות פיזיקליות וכימיות יציבות בפעולת חימום-לטווח ארוך. כדי לפצות על השבריריות הקלה של ציפוי קרמי טהור, כמות קטנה של רכיב שרף גמיש מסוממת בשלב הכנת הסול כדי לשפר את העמידות בפני זעזועים תרמיים, תוך הימנעות מפיצוח ציפוי הנגרם מעליית טמפרטורות ונפילה תכופות של צינורות חימום. טכנולוגיה זו משפרת משמעותית את עמידות החומצה של צינורות חימום קונבנציונליים ופותרת את בעיית כשל הסרט המהיר בתרחישי חימום כימי חומצי.
ציפוי שרף פלואור שונה מותאם במיוחד לתנאי עבודה חזקים של קורוזיה אלקלית. בהשוואה לציפויי פלואור רגילים, צפיפות הקישור הצולבת- של חומרים שעברו שינוי משתפרת מאוד, מה שמונע למעשה ממולקולות בינוניות אלקליין לחדור ולנפח את הציפוי. הציפוי שומר על אינרטיות כימית מצוינת בריכוז גבוה של נתרן הידרוקסיד ובסביבות אלקליות אחרות, ויש לו תכונות אנטי- ועיכוב- יוצאות מן הכלל. בשילוב עם התזת חול מצע וטיפול מקדים בפריימר, כוח ההדבקה בין ציפוי הפלואור לבין דופן צינור הנירוסטה 316 מוגבר משמעותית, תוך הימנעות מכשל בקילוף שנגרם כתוצאה מלחץ תרמי במהלך פעולת החימום. טכנולוגיה זו מפצה על הפגם שפלדת אל-חלד קונבנציונלית 316 נוטה לקורוזיה אלקלית ולהתמוססות של סרט פסיבציה בחימום בינוני אלקליין{10} לטווח ארוך.
ציפוי מרוכב מחוזק ננו-בסיליקה משלב את היתרונות של קשיחות אנאורגנית וגמישות אורגנית. חלקיקי מילוי בקנה מידה ננו- יכולים למלא ביעילות את פגמי המיקרו-נקבוביות של הציפוי, לבנות רשת הגנה תלת-ת קומפקטית ולשפר באופן מקיף את יכולת הבידוד הכפול של הציפוי מפני חומרי חומצה ואלקליים. בדיקות קורוזיה מואצות מראות שלצינורות החימום עם טיפול ציפוי מרוכב אין נזקי קורוזיה ברורים לאחר 800 שעות של בדיקות טבילה חומצה ואלקליות לסירוגין, וביצועי ההגנה על פני השטח טובים בהרבה מאלו של טיפול פסיבציה טהור. אימות יישומים תעשייתיים מראה שתהליך הציפוי האופטימלי יכול להאריך את חיי השירות של צינורות חימום רגילים מנירוסטה 316 בסביבות תעשייתיות מתחלפות-לסירוגין ביותר מפעמיים.
לסיכום, טכנולוגיות ממוקדות של ציפוי מרוכב משטח יכולות לפרוץ את מגבלות הביצועים המובנות של מצעי נירוסטה 316 קונבנציונליים. היישום המשותף של ציפוי אנטי-קרמי נגד חומצה וציפוי פלואור נגד-אלקלי פותר ביעילות את בעיית הכשל של חימום צינורות בסביבות מתחלפות של חומצה מורכבת-. אופטימיזציה של נוסחת הציפוי ותהליך הטיפול המקדים יכולים לשפר משמעותית את-יציבות האנטי-לטווח הארוך נגד קורוזיה של צינורות חימום, ולספק פתרון טכני בעלות-נמוכה ויעיל לשדרוג דרגת האנטי--קורוזיה של ציוד חימום חשמלי רגיל מנירוסטה 316.
