Quale contaminazione massima consentita del flusso di saldatura residuo (a base di cloruro-) sulla superficie della guaina del riscaldatore 316 avvia la vaiolatura in un ambiente umido per lo stoccaggio prima dell'installazione

Rischio nascosto di corrosione pre{0}}pre-servizio derivante da una pulizia inadeguata post-produzione-

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 CI- /cm2. Nello stoccaggio pre-servizio di 316 guaine, in questo articolo viene quantificato il legame tra la densità del flusso di cloruro residuo, l'umidità e il tempo richiesto per l'inizio della vaiolatura.

Meccanismo di vaiolatura atmosferica indotta dalla deliquescente

I flussi di saldatura a base di cloruro sono igroscopici. Se l'umidità relativa supera il punto di deliquescenza del sale dato (circa 10% RH per ZnCl 2 e circa 77-80% RH per NH 4 Cl), il flusso assorbe umidità dall'atmosfera e sulla superficie metallica si forma una sottile pellicola di cloruro elettrolitico concentrato. Al contatto del flusso metallico-, la concentrazione di cloruro può raggiungere il 30-50% in peso (300.000-500.000 ppm Cl⁻), ben al di sopra della soglia di vaiolatura per 316 anche a temperatura ambiente. Lo strato elettrolitico è sottile e ricco di ossigeno e produce condizioni ottimali per la vaiolatura. Una volta avviato il pozzo, la cella di corrosione è autosufficiente e il pozzo può penetrare una parete di 1,5 mm in 6-12 mesi anche se il riscaldatore non è mai stato alimentato.

Determinazione della relazione tra il flusso di cloruro residuo e il tempo di vaiolatura

I test in camera a umidità controllata (25 gradi, 65% RH) di provini di acciaio inossidabile 316 con depositi controllati di flusso di cloruro (come equivalente NaCl, simulando sali di cloruro misti) hanno prodotto i seguenti tempi di inizio e propagazione della vaiolatura.

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 mesi<0.1 Undetectable >365 (senza vaiolatura)<5 >10 anni Sì 0,1-0,5 Traccia (invisibile) 180-365 5-15 5-10 anni Sì
0,5-1,0 Molto leggero (vedi sotto UV) 90-180 15-40 2-5 anni Accettabile
1,0-2,0 Luce (lucentezza visibile) 60-90 40-80 1-2 anni Marginale
2,0-5,0 Moderato (scolorimento) 30-60 80-150 6-12 mesiNon consigliato
5,0-10,0 Pesante (deposito bianco) 15-30 150-250 3-6 mesi Non adatto
10-20 Crosta (Molto pesante) 7-15 250-400 2-3 mesi Inaccettabile20 Crosta spessa<7 >400 <2 months Not suitable
Effetto dell'umidità relativa sul tasso di vaiolatura indotta dal cloruro

Il tempo necessario per l'insorgenza della vaiolatura diminuisce rapidamente con l'aumento dell'umidità relativa. L'effetto dell'umidità relativa a 25 gradi costanti per una densità di cloruro residuo di 2 µg Cl-/cm2 è mostrato nella tabella seguente.

Spessore dello strato elettrolitico (circa μm) Tempo di inizio svuotamento (giorni) Umidità relativa (%)Tempo di perforazione (mesi) Raccomandazioni per la conservazione<40 No liquid (salt remains dry) >365 (no pitting) >10 anni Sicuro 40-50 0.1-0.5 180-300 3-5 anni Sicuro 50-60 0.5-1.0 90-180 2-3 anniMonitor 60-70 1-2 60-90 1-2 anni Essiccante suggerito 70-80 2-5 30-60 6-12 mesi Essiccante necessario
80-90 5-10 15-30 3-6 months Unacceptable >90 >10 <15 <3 months Not acceptable
Fonti di contaminazione del flusso di saldatura nella produzione di riscaldatori

Attività produttive comuni che lasciano depositi di fondente a base di cloruro sulle guaine 316:

Brasatura dei terminali: quando i terminali dei collegamenti elettrici vengono brasati alla guaina del riscaldatore (o ai cavi), vengono comunemente utilizzati flussi a base di cloruro- (ad esempio, Handy Flux Type 2, comprendente ZnCl 2 e NH 4 Cl). Se non adeguatamente puliti dopo la brasatura, rimangono residui di disossidante sulle superfici adiacenti della guaina.

Saldatura adiacente: i riscaldatori nelle apparecchiature assemblate possono avere tubi di rame adiacenti o collegamenti elettrici saldati con flusso-nucleo per saldatura. Spruzzi o vapori di flusso possono accumularsi sulla guaina del riscaldatore.

Gestione della contaminazione: gli operatori che maneggiano componenti rivestiti con flusso-e poi entrano in contatto con le guaine in acciaio inossidabile trasferiscono residui invisibili di cloruro.

I limiti massimi consentiti dei residui di flusso sono riportati nella tabella seguente per diverse circostanze di stoccaggio.

Condizioni di conservazione Durata massima di conservazione Residuo massimo accettabile di cloruro (μg Cl- /cm2) Metodo di pulizia post-brasatura richiesto
Magazzino climatizzato (RH<50%) >12 mesi 5,0 Ispezione visiva e pulizia con solvente
Magazzino a temperatura ambiente (RH 50-70%) 2,0 Risciacquo in acqua deionizzata + asciugatura 6-12 mesi
Magazzino ambientale con elevata umidità stagionale 3-6 mesi 1,0 Pulizia ad ultrasuoni + risciacquo DI
Outdoor or uncontrolled (humidity >70%)Qualsiasi<0.5 Full passivation + clean checked
Sealed with desiccant >12 mesi 10,0 Pulizia standard OK
Verifica della pulizia della superficie post-brasatura

Per le guaine 316 con terminali brasati o per qualsiasi procedura di saldatura, si consigliano all'acquirente i seguenti metodi di verifica della pulizia:

Metodo del patch Bresle (ISO 8502-6) Viene applicato un patch sulla superficie della guaina, viene iniettata acqua deionizzata e viene valutata la conducibilità per valutare l'estrazione del cloruro. Accettazione:<2 µg Cl⁻/cm² for normal service, <0.5 µg Cl⁻/cm² for high humidity storage.

Test del ferroxil: viene posta in superficie una soluzione di ferricianuro di potassio e cloruro di sodio. Il colore blu indica ferro libero o cloruri reattivi. Accettazione. Niente blu.

Test di rottura dell'acqua Dopo il lavaggio, l'acqua deve formarsi uno strato uniforme sulla superficie e non formare grumi. La formazione di perle è la prova di residui organici o di fondente.

Pitting indotto dal-flusso pre-servizio-sul campo

Per un riscaldatore 316 che viene immagazzinato prima di essere utilizzato, i pozzi saranno vicini ai terminali brasati o da qualche parte su cui potrebbe essere schizzato il flusso. Il resto della guaina è immacolata, ma i buchi tendono ad accumularsi attorno alla posizione contaminata. Al microscopio il centro della cavità può mostrare sali cristallini rimanenti bianchi o marroni. L'EDS del residuo del pozzo mostrerà la presenza di cloro (Cl) e zinco (Zn) o altri componenti del flusso. Tali difetti dovrebbero essere controllati nella procedura di pulizia del produttore. I riscaldatori sostitutivi devono essere ordinati con le specifiche per la pulizia post-brasatura<1 µg Cl⁻/cm² and confirmation by Bresle patch.

Conclusione: stabilire la pulizia post-brasatura per uno storage affidabile

316 stainless steel sheathed heaters stored in humid conditions (RH >60-70%) con densità di flusso di saldatura a base di cloruro residuo-superiori a 1-2 µg Cl-/cm2 portano alla vaiolatura entro 30-90 giorni di stoccaggio, con penetrazione attraverso la parete della guaina in 6-12 mesi di stoccaggio, prima che il riscaldatore entri in funzione. I tecnici che specificano riscaldatori con connessioni brasate devono fornire specifiche di pulizia post-brasatura con limitazioni massime di residui di cloruro (ad es.<1 µg Cl- /cm2 for storage >3 mesi,<0.5 µg Cl- /cm2 for >6 mesi). Le unità campione devono essere verificate mediante patch Bresle o test del ferroxil. Viene fornita una protezione aggiuntiva per applicazioni di stoccaggio critiche o a lungo termine con una guaina completamente passivata (passivazione con acido nitrico secondo ASTM A967) e stoccaggio in sacchetti sigillati con essiccante. L'approccio qui fornito collega la densità del flusso di cloruro residuo a periodi misurabili di inizio vaiolatura in condizioni ambientali umide, consentendo agli acquirenti di evitare guasti dovuti alla corrosione pre-della manutenzione dovuti a un'insufficiente pulizia post-produzione.