Spécifications des cartouches chauffantes résistantes aux acides et aux alcalis

Dans le traitement chimique et dans certaines industries alimentaires, les éléments chauffants sont exposés à des acides forts ou à des solutions caustiques qui décomposent rapidement les matériaux de construction ordinaires. Les opérations de nettoyage, de gravure et de synthèse chimique impliquant des solutions d'acide sulfurique, d'acide chlorhydrique, d'hydroxyde de sodium et d'acide phosphorique peuvent provoquer des problèmes de corrosion qui nécessitent des matériaux de chauffage et des mesures de sécurité particuliers. Les gaines en acier inoxydable 304 standard cèdent à ces conditions en quelques jours ou semaines. Cela signifie qu’une sélection minutieuse des matériaux est nécessaire en fonction des profils d’exposition chimique uniques.

Les alliages Incoloy résistent mieux aux acides que les aciers inoxydables ordinaires, en particulier dans les situations contenant des quantités modérées d'acide sulfurique et phosphorique à des températures modérées. Le nickel aide à protéger contre la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure, qui constitue un problème avec les aciers inoxydables de la série 300. Le chrome aide à protéger contre l’oxydation. Ces alliages peuvent supporter des niveaux d'acide légers à modérés jusqu'à environ 100 degrés, ils peuvent donc être utilisés dans de nombreuses situations de nettoyage et de traitement industriels où les matériaux ordinaires se décomposent rapidement.


En travaillant avec des installations de galvanoplastie et de traitement de surface, je sais que les gaines en titane sont assez résistantes aux acides oxydants comme l'acide nitrique et aux solutions de chlorure fort qui peuvent ronger même les alliages de nickel à haute teneur en -. La couche d'oxyde sur le métal le protège des piqûres et de la corrosion caverneuse, qui sont des problèmes qui affectent l'acier inoxydable. Mais comme le titane ne transmet pas aussi bien la chaleur, les radiateurs doivent être dimensionnés avec soin pour s'assurer qu'ils transfèrent suffisamment de chaleur. De plus, le titane est cher, il ne peut donc être utilisé que dans des situations où d'autres matériaux ne fonctionnent pas.

La comparaison des gaines métalliques avec des protections non-métalliques montre qu'il existe d'autres moyens de se défendre contre des conditions chimiques très difficiles. Les gaines de quartz sont presque totalement résistantes aux produits chimiques, à l'exception des alcalis forts et de l'acide fluorhydrique. Ils peuvent également faire face à des conditions difficiles qui endommagent tous les alliages métalliques. Le quartz étant très fragile, il n’est pas très durable lorsqu’il s’agit d’un usage mécanique. Cela signifie qu’il nécessite des enceintes de protection et une manipulation prudente. Cependant, il est chimiquement inerte, ce qui le rend parfait pour la fabrication de semi-conducteurs et le chauffage chimique ultra-pur. Les revêtements ou gaines en téflon (PTFE) sont flexibles d'une manière que les matériaux céramiques ne peuvent pas l'être, mais ils ne peuvent pas être utilisés à des températures supérieures à 260 degrés.

Les conditions alcalines, en particulier les solutions caustiques fortes à haute température, endommagent les alliages résistants à la corrosion d'une manière différente de celle des acides. Les alliages à base de nickel-qui peuvent bien gérer les environnements acides peuvent se fissurer sous contrainte lorsqu'ils sont exposés à des solutions d'hydroxyde de sodium avec une concentration supérieure à 50 % et des températures supérieures à 80 degrés. Le Monel et l'Inconel 600 sont des exemples d'alliages spécialisés qui fonctionnent mieux pour ces applications caustiques difficiles. Cependant, même ces matériaux présentent des restrictions en termes de concentration et de température qui doivent être soigneusement prises en compte.

L'importance de la finition de surface et de la préparation de l'alésage pour les cartouches chauffantes de 3,175 mm

La qualité de la finition de surface a un effet important sur sa capacité à résister à la corrosion dans des situations chimiques. Les surfaces polies résistent mieux à l’adhésion chimique et au développement de crevasses que les finitions rugueuses ou mates. L'électropolissage, quant à lui, élimine les défauts de surface et les couches appauvries en chrome-qui déclenchent la corrosion. Pour les appareils de chauffage placés dans des conteneurs qui entrent en contact avec des produits chimiques, les surfaces lisses facilitent également le nettoyage et empêchent l'accumulation de matériaux, ce qui peut entraîner des cellules de corrosion localisées ou des points chauds.

Dans les situations modérément corrosives où les alliages inhabituels sont trop chers, les revêtements protecteurs rendent les éléments chauffants plus utiles. Les revêtements céramiques déposés par pulvérisation plasma ou d'autres méthodes de dépôt produisent des couches barrières entre la gaine métallique de base et l'environnement chimique. Ces revêtements doivent rester collés même lorsque la température change, ce qui signifie que les coefficients de dilatation thermique du revêtement et du substrat doivent être les mêmes. Les revêtements céramiques correctement appliqués peuvent prolonger la durée de vie des radiateurs deux ou trois fois plus longtemps dans des situations chimiques extrêmes.

Les tableaux de résistance chimique constituent un bon point de départ pour choisir des matériaux, mais les conditions réelles-incluent généralement des combinaisons complexes, de petites quantités de contaminants et des températures qui changent, ce que les tableaux ne peuvent pas toujours montrer. Lorsque l'acide chlorhydrique pénètre dans les solutions d'acide sulfurique, il provoque une attaque de chlorure à laquelle les diagrammes d'acide pur ne s'attendraient pas. Les changements de température tout au long des cycles de traitement affectent le taux de corrosion de manière non linéaire. Les tests dans le monde réel, même si cela coûte cher, sont souvent le seul moyen de garantir que les matériaux choisis pour des utilisations importantes sont corrects.