L'interno dei tubi riscaldanti elettrici in acciaio inossidabile 316 è riempito con polvere di ossido di magnesio di elevata purezza-, che funge sia da isolamento elettrico che da mezzo di conduzione termica tra il filo di resistenza e l'involucro metallico esterno. Processi di riempimento non standardizzati, materie prime impure, compattazione insufficiente e sigillatura incompleta porteranno a molteplici rischi nascosti tra cui l’assorbimento di umidità, il deterioramento dell’isolamento e la corrosione galvanica interna. Una volta che il vapore acqueo o il gas corrosivo penetrano all'interno del tubo, l'ossido di magnesio assorbe l'umidità per formare un elettrolita conduttivo, innescando la corrosione elettrochimica all'interno della parete del tubo. A differenza della corrosione superficiale esterna, all'interno del tubo sigillato si sviluppa una corrosione interna che non può essere rilevata mediante un'ispezione esterna convenzionale. Di solito porta a rottura dell'isolamento, cortocircuito, perforazione locale della parete del tubo e persino incidenti di sicurezza come perdite elettriche. Molti produttori prestano attenzione solo alla densità di riempimento per garantire prestazioni di conduzione del calore, ignorando la purezza dell'ossido di magnesio, la protezione sigillata e il trattamento di deumidificazione, con il risultato che un gran numero di tubi di riscaldamento subiscono guasti precoci per corrosione interna. Pertanto, l’ottimizzazione standardizzata del processo di riempimento dell’ossido di magnesio è una misura essenziale per bloccare i percorsi di corrosione interna e migliorare l’affidabilità di servizio complessiva dei tubi riscaldanti.
La corrosione interna dei tubi riscaldanti è dovuta principalmente a tre difetti di processo nel collegamento di riempimento. Innanzitutto, l'ossido di magnesio a bassa-purezza contiene cloruro solubile, solfato e altri sali di impurità. Dopo aver assorbito tracce di vapore acqueo, queste impurità si dissolvono per formare un elettrolita conduttivo, che corrode continuamente il filo della resistenza e la parete interna del tubo di acciaio inossidabile, accelerando l'assottigliamento locale della vaiolatura. In secondo luogo, un’insufficiente compattazione delle vibrazioni porta ad allentamenti degli spazi interni. L'aria e l'umidità rimangono all'interno del tubo, formando un ambiente chiuso e umido. Sotto ripetuti cicli di riscaldamento e raffreddamento, il vapore acqueo si condensa ripetutamente, aggravando continuamente la corrosione elettrochimica all'interno dell'involucro. In terzo luogo, la scarsa tenuta su entrambe le estremità consente all'aria umida esterna, alla nebbia acida e alla nebbia salina di penetrare all'interno durante lo stoccaggio e il funzionamento, distruggendo l'ambiente secco e inerte necessario per l'isolamento in ossido di magnesio. Inoltre, il fluido da taglio residuo e l'umidità detergente sulla parete interna prima del riempimento verranno sigillati all'interno del tubo, diventando il primo incentivo alla corrosione interna a lungo termine.
Questa ricerca propone quattro direzioni chiave di ottimizzazione del processo di riempimento dell’ossido di magnesio per evitare sostanzialmente il cedimento dovuto alla corrosione interna. Il primo passo è selezionare materie prime di ossido di magnesio purificate ad alta-temperatura e passivate in superficie-. Viene adottato ossido di magnesio fuso di elevata purezza- con un contenuto di ioni impurità rigorosamente controllato inferiore a 10 ppm, eliminando efficacemente il cloruro solubile e le impurità acide. La polvere grezza deve essere cotta e deumidificata a 250 gradi per più di 4 ore prima del riempimento per rimuovere l'acqua libera e l'acqua cristallina, impedendo che l'umidità venga sigillata all'interno del tubo di riscaldamento insieme al riempitivo. La corrispondenza dimensionale delle dimensioni delle particelle di polvere grossolana e fine viene utilizzata per migliorare la densità di impilamento riducendo al tempo stesso i vuoti residui interni.
La seconda ottimizzazione fondamentale consiste nell'implementare il riempimento graduale della compattazione con vibrazione ad alta-frequenza. Durante il processo di riempimento della polvere viene adottata una vibrazione verticale segmentata per fare in modo che l'ossido di magnesio riempia completamente lo spazio tra il filo della resistenza al riscaldamento e la parete interna del tubo d'acciaio. La densità di compattazione è controllata entro l'intervallo di sicurezza specificato, che non solo garantisce un'eccellente conduttività termica per evitare il surriscaldamento locale, ma riduce anche al minimo il volume d'aria residuo interno. Il riempimento allentato porterà all'accumulo di calore e alla ritenzione di umidità, mentre un'eccessiva compattazione causerà danni da estrusione allo strato isolante del filo resistivo, inducendo pericoli nascosti di cortocircuito locale. Dopo il riempimento, il corpo del tubo deve essere ispezionato per verificare la resistenza dell'isolamento per escludere prodotti semi-lavorati con compattezza non qualificata e umidità residua.
In terzo luogo, è necessario eseguire un rigoroso pre-riempimento della pulizia delle pareti interne e un trattamento di asciugatura. La cavità interna del tubo in acciaio inossidabile 316 viene pulita mediante la circolazione di acqua deionizzata e lo spurgo con aria calda ad alta-temperatura per rimuovere completamente l'olio da taglio residuo, la polvere metallica e l'acqua di condensa sulla parete interna. Il tubo viene cotto in un forno privo di polvere- per garantire che la parete interna sia completamente asciutta prima del riempimento della polvere, evitando di sigillare gli inquinanti liquidi all'interno del tubo per formare una fonte di corrosione interna.
In quarto luogo, viene adottata la tecnologia di sigillatura organica resistente alle alte-temperature e la tecnologia di sigillatura dual-end in resina epossidica. Dopo il trattamento di riempimento e restringimento, entrambe le estremità del tubo di riscaldamento vengono sigillate con tappo in silicone per alte temperature e sigillante epossidico per isolare l'aria umida esterna, la nebbia salina e il gas corrosivo. Per i tubi di riscaldamento utilizzati in ambienti costieri ad alta-umidità e fortemente corrosivi, viene aggiunto un cappuccio protettivo secondario in metallo per bloccare ulteriormente il canale di penetrazione del vapore acqueo. I prodotti semi-lavorati dopo la sigillatura devono essere collocati in un'officina a temperatura e umidità costanti per l'ispezione dell'invecchiamento per monitorare le variazioni della resistenza di isolamento ed eliminare i pericoli nascosti dell'umidità che penetra lentamente.
I test di tracciamento dell'affidabilità dei batch mostrano che i tubi di riscaldamento che adottano ossido di magnesio deumidificato ad elevata{0}}purezza ottimizzato e un processo di doppia-sigillatura mantengono prestazioni di isolamento stabili dopo 24 mesi di funzionamento continuo, senza corrosione interna o guasti di attenuazione dell'isolamento. Al contrario, i tubi riscaldanti riempiti con normale ossido di magnesio a bassa-purezza senza pre-cottura subiscono guasti all'isolamento e corrosione per vaiolatura delle pareti interne entro 6-10 mesi. In conclusione, la purificazione e la deumidificazione delle materie prime, la compattazione precisa delle vibrazioni, il pretrattamento di asciugatura delle pareti interne e la doppia-sigillatura anti-umidità possono efficacemente interrompere tutti i percorsi di induzione della corrosione interna. L'ottimizzazione del processo di riempimento con ossido di magnesio elimina i rischi di corrosione nascosti all'interno del tubo di riscaldamento dalla fonte di produzione, garantisce prestazioni di isolamento e conduzione del calore stabili a lungo termine-e migliora significativamente il servizio di sicurezza
ce la durata delle apparecchiature di riscaldamento elettrico in acciaio inossidabile 316 in vari ambienti industriali difficili.
