Hvilken maksimalt tillatt gjenværende loddefluks (klorid-basert) forurensning på 316 varmekappeoverflate initierer gropdannelse i fuktig omgivelseslagring før installasjon

Skjult pre-Tjenestekorrosjonsrisiko fra utilstrekkelig etter-produksjonsrengjøring

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. I pre-service lagring av 316 hylster kvantifiseres koblingen mellom gjenværende kloridflukstetthet, fuktighet og tiden som kreves for påbegynt av gropdannelser i denne artikkelen.

Mekanisme for atmosfærisk gropdannelse indusert av Deliquescent

Kloridbaserte loddemidler er hygroskopiske. Hvis den relative fuktigheten overstiger utflytningspunktet til det gitte saltet (ca. 10 % RF for ZnCl 2 og rundt 77-80 % RF for NH 4 Cl), absorberer fluksen fuktighet fra atmosfæren og en tynn film av konsentrert kloridelektrolytt dannes på metalloverflaten. Ved metall-flukskontakten kan kloridkonsentrasjonen nå så høy som 30-50 vekt% (300.000-500.000 ppm Cl⁻), godt over gropterskelen for 316 selv ved omgivelsestemperatur. Elektrolyttlaget er tynt og rikt på oksygen, noe som gir optimale forhold for groper. Når en grop er startet, er korrosjonscellen selvopprettholdende og gropen kan trenge gjennom en 1,5 mm vegg på 6-12 måneder selv om varmeren aldri har fått strøm.

Bestemmelse av forholdet mellom gjenværende kloridfluks og gropdannelsestid

Kontrollert fuktighetskammertesting (25 grader, 65 % RF) av 316 kuponger av rustfritt stål med kontrollerte avsetninger av kloridfluks (som NaCl-ekvivalent, simulering av blandede kloridsalter) ga følgende grop-initierings- og forplantningstider.

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 måneder<0.1 Undetectable >365 (ingen pitting)<5 >10 år Ja 0,1-0,5 Spor (usynlig) 180-365 5-15 5-10 år Ja
0,5-1,0 Svært lett (se under UV) 90-180 15-40 2-5 år Akseptabelt
1,0-2,0 Lys (synlig glans) 60-90 40-80 1-2 år Marginal
2.0-5.0 Moderat (misfarging) 30-60 80-150 6-12 måneder Ikke anbefalt
5,0-10,0 Tung (hvit innskudd) 15-30 150-250 3-6 måneder Ikke egnet
10-20 skorpe (veldig tung) 7-15 250-400 2-3 måneder Uakseptabelt20 tykk skorpe<7 >400 <2 months Not suitable
Effekten av relativ fuktighet på graden av kloridindusert gropdannelse

Tiden til gropdannelsen begynner avtar raskt med økt relativ fuktighet. Effekten av RF ved konstant 25 grader for en gjenværende kloridtetthet på 2 µg Cl-/cm2 er vist i følgende tabell.

Elektrolyttlagtykkelse (ca. μm) Tid til gropstart (dager) Relativ fuktighet (%)Tid til perforering (mnd.) Lagringsanbefalinger<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 år Trygg 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 år Trygg 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 årMonitor 60-70 1-2 60-90 1-2 år Tørkemiddel foreslått 70-80 2-5 30-60 6-12 måneder Tørkemiddel nødvendig
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Varmeapparat Produksjon Loddefluks forurensningskilder

Vanlige produksjonsaktiviteter som etterlater kloridbaserte flussavsetninger på 316 slirer:

Lodding av terminaler: Når elektriske tilkoblingsklemmer er loddet til varmekappen (eller til ledninger), brukes vanligvis klorid-baserte flussmidler (f.eks. Handy Flux Type 2, bestående av ZnCl 2 og NH 4 Cl). Feilaktig rengjort etter lodding blir flussrester igjen på tilstøtende kappeoverflater.

Tilstøtende lodding: Varmere i montert utstyr kan ha tilstøtende kobberrør eller elektriske koblinger loddet med fluss-kjernelodd. Flukssprut eller damp kan samle seg på varmekappen.

Håndtere forurensning: Operatører som håndterer flussbelagte-komponenter kommer deretter i kontakt med hylster av rustfritt stål og overfører usynlige kloridrester.

Maksimal tillatte restmengder for fluks er gitt i tabellen nedenfor for forskjellige lagringsforhold.

Lagringsforhold Maksimal lagringsvarighet Maksimal akseptabel rest av klorid (µg Cl- /cm2) påkrevd etter-rengjøringsmetode for lodding
Klimakontrollert lager (RH<50%) >12 måneder 5.0 Visuell inspeksjon og løsemiddeltørk
Ambient lager (RH 50-70%) 2.0 Skyll i avionisert vann + tørk 6-12 måneder
Omgivende lager med høy sesongmessig luftfuktighet 3-6 måneder 1.0 Ultralydrengjøring + DI-skylling
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%) Hvilken som helst<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 måneder 10,0 Standard rengjøring OK
Etter-verifisering av renslighet av lodde overflater

For 316-kapper med loddede terminaler eller for en hvilken som helst loddeprosedyre, anbefales følgende renslighetsverifiseringsmetoder til kjøperen:

Bresle lappemetode (ISO 8502-6) Et plaster settes på overflaten av kappen, avionisert vann injiseres og ledningsevnen evalueres for å evaluere kloridekstraksjon. Godkjennelse:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Ferroksyltest: Oppløsning av kaliumferricyanid og natriumklorid legges til overflaten. Den blå fargen innebærer fritt jern eller reaktive klorider. Godkjennelse. Ikke blått.

Vannbruddstest Etter vask skal vannet bli jevnt over overflaten og ikke perle opp. Beading er bevis på organiske eller flussrester.

Field Pre-Service Flux-Induced Pitting

For en 316-varmer som lagres før den noen gang tas i bruk, vil gropene være i nærheten av de loddede terminalene eller et sted fluss kan ha sprutet på. Resten av sliren er ulastelig, men gropene har en tendens til å samle seg rundt det flekkete stedet. Under mikroskopet kan gropsenteret vise rester av hvite eller brune krystallinske flussalter. EDS av gropresten vil vise tilstedeværelsen av klor (Cl) og sink (Zn) eller andre flusskomponenter. Slike feil bør revideres i produsentens rengjøringsprosedyre. Erstatningsvarmere bør bestilles med en spesifikasjon for etter-rengjøring av lodding<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Konklusjon: Etablering av post-renslighet for pålitelig lagring

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70 %) med gjenværende klorid-basert loddeflukstetthet på større enn 1-2 µg Cl-/cm2 fører til gropdannelse innen 30-90 dager etter lagring, med penetrasjon gjennom kappeveggen i 6-12 måneders lagring - før varmeren noen gang fungerer. Ingeniører som spesifiserer varmeovner med loddede koblinger, må gi en rengjøringsspesifikasjon etter lodding med maksimale begrensninger for kloridrester (f.eks.<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 måneder,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 måneder). Prøveenheter bør verifiseres ved Bresle patch- eller ferroxyltesting. Ytterligere beskyttelse er gitt for kritiske eller langsiktige lagringsapplikasjoner med en fullstendig passivert kappe (salpetersyrepassivering i henhold til ASTM A967) og lagring i forseglede poser med tørkemiddel. Denne tilnærmingen som er gitt her, kobler gjenværende kloridflukstetthet til målbare gropstartperioder under fuktige omgivelsesforhold, noe som gjør det mulig for kjøpere å unngå korrosjonsfeil før-service på grunn av utilstrekkelig rengjøring etter-produksjon.