Stal na zbiornik nadtlenku wodoru

Stal na zbiornik, wg specyfikacji:
Stal 316L
Ciśnienie: atmosferyczne
Zakres temperatury pracy  22 – 100 °C,  (w wyniku reakcji chemicznej temperatura może na krótko wzrosnąć)
Normalna temperatura pracy: 25 -35°C
Zakres pH 1 -14,  stan normalny 5- 10
H2O2:  3 -22%, stan normalny 5 do 11%
Fluorki 0 – 1500 ppm,  stan normalny 50 – 200 ppm
Śr. zbiornika.: ok.  3600mm
Wys. zbiornika: 4000mm

 

Stale austenityczne typu AISI 316 wykazują dobrą kompatybilność ze środowiskiem nadtlenku wodoru (H2O2) 0-30% w podanym zakresie temperatury pracy. Związek ten jest silnie utleniający i często stosowany jako środek czyszczący, dezynfekujący lub inhibitor korozji.

Dla instalacji CIP stosujących nadtlenek wodoru podstawowym materiałem konstrukcyjnym jest stal austenityczna typu AISI 316L (EN 1.4404) [1,2].

Gatunek AISI 316L (EN 1.4404)  będzie nadawać się do normalnych (stabilnych) warunków pracy w podanym środowisku. Podane środowisko może jednak powodować korozję naprężeniową i pękanie w miejscach spawania lub innych o silnych nieprężeniach szczątkowych, dlatego przesycanie (lub wyżarzanie odprężające) po wytworzenia elementów składowych konstrukcji ujednorodni strukturę w miejscu spawania i zmniejszy naprężenia szczątkowe (niestety ze względu na wielkość zbiornika dla całości nie jest to możliwe).

Należy pamiętać, że powierzchnie elementów powinny być dokładnie obrobione, spoiny wygładzone i wyszlifowane a całość dokładnie oczyszczona i poddana wytrawianiu, pasywacji oraz dokładnie spłukana z pozostałości środków trawiących. Wytrawianie i pasywacja dotyczy także połączeń spawanych od strony grani w rurociągach. Końcowe płukanie zbiorników przed zastosowaniem nadtlenku wodoru powinno być zawsze wykonane z użyciem wody destylowanej lub dejonizowanej, ponieważ użycie wody wodociągowej może pozostawić śladowy udział chlorków, które w połączeniu z nadtlenkiem wodoru mogą przyczynić się do rozwoju zjawisk korozji lokalnej.

Podsumowując gatunek AISI 316L będzie dobry na stabilne (normalne) warunki pracy i sprawdzi się dla rzadkich skoków temperatury i stężenia fluorków, które bardziej agresywnie niż chlorki niszczą warstwę pasywną na stali nierdzewnej.

Najgorsze w tym przypadku mogą być szokowe zmiany temperatury i środowiska. Jeżeli takie zmiany będą występować często i zbiornik często będzie pracować w zakresie wartości granicznych stężenia fluorków i temperatury lepiej zastosować bardziej stopowaną stal nierdzewną o wyższej odporności na korozję naprężeniową i środowisko fluorków. Kolejno w rosnącej odporności korozyjnej będzie to stal: austenityczna 1.4539, lean duplex 1.4362, duplex 1.4462, austenityczna 1.4547 (254 SMO), duplex 1.4410, austenityczna 1.4652 (654 SMO). Optymalny w tym zastosowaniu będzie gatunek duplex 1.4462 o wyższej odporności na korozję naprężeniową w porównaniu do AISI 316L ze względu na niższe stężenia niklu oraz o wyższej odporności na fluorki w podwyższonej temperaturze pracy [2].

 

Literatura

[1]. Katalog producenta AkzoNobel, Hydrogen peroxide

[2]. Outokumpu, Stainless steels corrosion tables, Hydrogen peroxide, Hydrofluoric acid, www.outokumpu.com