**316 سٹینلیس سٹیل وسرجن ٹیوبوں میں 50 ڈگری پر گرم 8% فیرک کلورائیڈ + 4% ہائیڈروکلورک ایسڈ پی سی بی ایچنٹ میں ڈوبی ہوئی ہے، ٹیوب بنڈل میں زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی کتنی رفتار کٹاؤ کو روکتی ہے-20 ٹیوب شیٹ پر سنکنرن کو پتلا ہونے سے **20 گھنٹے؟
ٹائپ 316 سٹین لیس سٹیل وسرجن ٹیوبیں عام طور پر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ اینچنگ سلوشنز میں استعمال ہوتی ہیں جن میں 50 ڈگری پر 8% فیرک کلورائیڈ (FeCl₃) اور 4% ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl) ہوتا ہے۔ انتہائی آکسیڈائزنگ فیرک آئن 316 سٹینلیس سٹیل پر احتیاط سے کنٹرول شدہ حالات میں معمولی طور پر مستحکم غیر فعال فلم کو برقرار رکھتا ہے۔ تاہم، ایک مخصوص ناکامی کا طریقہ کار ٹیوب شیٹ پر ہوتا ہے - وہ خطہ جہاں وسرجن ٹیوبوں کو ٹیوب شیٹ میں رول یا ویلڈ کیا جاتا ہے۔ اس مقام پر، زیادہ سیال کی رفتار، ہنگامہ خیزی-کی وجہ سے دیوار کے قینچ کے تناؤ، اور کیمیائی طور پر جارحانہ کلورائد ماحول کا مجموعہ کٹاؤ-کو پیدا کرتا ہے۔ مائع کینچی کے ذریعہ غیر فعال فلم کو مکینیکل طور پر ہٹانے سے تازہ دھات سامنے آتی ہے، جو پھر دوبارہ منتقل ہونے سے پہلے کیمیائی طور پر تحلیل ہوجاتی ہے۔ ٹیوب شیٹ پر پتلا ہونے کی شرح بہاؤ کی رفتار کے ساتھ طاقت-قانون کے تعلق کی پیروی کرتی ہے: پتلا ہونے کی شرح ∝ vⁿ، جہاں فیرک کلورائڈ محلول میں 316 سٹینلیس سٹیل کے لیے n تقریباً 1.8–2.2 ہے۔ زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی رفتار کا تعین کرنے کے لیے جو 2000 گھنٹے تک ٹیوب شیٹ پر سنکنرن کو پتلا ہونے سے روکتا ہے-اس کے لیے سیال کی رفتار، مقامی ہنگامہ خیزی، اور کٹاؤ-سنرنجی کے درمیان تعلق کو سمجھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
** کٹاؤ کا طریقہ کار-ٹیوب شیٹ پر سنکنرن**
فیرک کلورائیڈ-ہائیڈروکلورک ایسڈ ایچینٹ میں، 316 سٹینلیس سٹیل پر غیر فعال فلم نسبتاً پتلی اور نازک ہوتی ہے۔ Fe³⁺ آئن ایک آکسیڈائزر کے طور پر کام کرتا ہے، کم-بہاؤ کے حالات میں غیر فعال حالت کو برقرار رکھتا ہے۔ جب سیال کی رفتار ایک اہم قدر سے تجاوز کر جاتی ہے، تو دیوار کی قینچی کا تناؤ میکانکی طور پر غیر فعال فلم میں خلل ڈالنا شروع کر دیتا ہے۔ ٹیوب شیٹ پر، ٹیوب-سے-ٹیوب شیٹ انٹرفیس کے ذریعے بہاؤ میں خلل پڑتا ہے، جس سے مقامی ہنگامہ آرائی اور دیوار کی اونچی قینچ کا دباؤ پیدا ہوتا ہے۔ ان اعلی قینچ کے دباؤ پر، غیر فعال فلم مسلسل ہٹا دیا جاتا ہے. اس کے بعد ننگی دھات تیزابی کلورائد ماحول میں anodically گھل جاتی ہے۔ تحلیل کی شرح کو فلم ہٹانے کی فریکوئنسی سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کٹاؤ-سنکنرن کی ہم آہنگی دھات کے نقصان کی شرح پیدا کرتی ہے جو رفتار کے ساتھ طاقت-قانون کے تعلق کی پیروی کرتی ہے۔ اس محلول میں 316 سٹینلیس سٹیل کے لیے ٹیوب شیٹ پر سنکنرن کے آغاز کے لیے اہم بہاؤ کی رفتار تقریباً 1.2–1.5 میٹر فی سیکنڈ ہے۔
**مقتی کٹاؤ-ٹیوب شیٹ پر سنکنرن پتلا کرنے کی شرح**
316 سٹینلیس سٹیل ٹیوبوں (12 ملی میٹر OD، 1.2 ملی میٹر دیوار) کا استعمال کرتے ہوئے کنٹرول شدہ ٹیسٹ ٹیوب شیٹس میں ڈوبی ہوئی 8% FeCl₃، 4% HCl میں 50 ڈگری پر مختلف بہاؤ کی رفتار کے ساتھ ٹیوب بنڈل میں درج ذیل کٹاؤ کی اطلاع دیتے ہیں گھنٹے:
| ٹیوب شیٹ پر بہاؤ کی رفتار (m/s)|مقامی وال شیئر سٹریس (پا)|ٹیوب شیٹ پر پتلا ہونے کی شرح (ملی میٹر/سال)|2000 گھنٹے (ملی میٹر) کے بعد دیوار کا نقصان|2000 گھنٹے (ملی میٹر) کے بعد باقی دیوار|2000h کے لیے محفوظ؟ |
|-----------------------------------|------------------------------|---------------------------------------|---------------------------------|--------------------------------------|-----------------|
| <0.5 | 2 – 5 | 0.04 – 0.08 | 0.008 – 0.016 | 1.18 – 1.19 | Yes |
| 0.5 - 0.8|5 - 10|0.08 - 0.15|0.016 - 0.030|1.17 - 1.18|جی ہاں |
| 0.8 - 1.2|10 - 20|0.15 - 0.30|0.030 - 0.060|1.14 - 1.17|جی ہاں |
| 1.2 - 1.5|20 - 30|0.30 - 0.50|0.060 - 0.100|1.10 - 1.14|ہاں (حد) |
| 1.5 - 2.0|30 - 50|0.50 - 0.80|0.100 - 0.160|1.04 - 1.10|معمولی |
| 2.0 - 2.5|50 - 70|0.80 - 1.20|0.160 - 0.240|0.96 - 1.04|نہیں |
| 2.5 - 3.0|70 - 100|1.20 - 1.80|0.240 - 0.360|0.84 - 0.96|نہیں |
| >3.0 | >100 | >1.80 | >0.360 | <0.84 | No |
اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ ٹیوب شیٹ پر ضرورت سے زیادہ پتلا کیے بغیر 2000-گھنٹے کی قابل اعتماد سروس کے لیے، بہاؤ کی رفتار کو 1.5 میٹر فی سیکنڈ سے کم رکھنا چاہیے۔ 2.0 m/s سے اوپر کی رفتار پر، دیوار کا نقصان 0.16 ملی میٹر سے زیادہ ہو جاتا ہے، جو ٹیوب سے ٹیوب شیٹ کے جوائنٹ کی سالمیت پر سمجھوتہ کر سکتا ہے۔
**ٹیوب شیٹ اہم مقام کیوں ہے**
ٹیوب شیٹ تین وجوہات کی بنا پر آزادانہ طور پر بے نقاب ٹیوب کی سطحوں کے مقابلے میں کٹاؤ-سنکنرن کے لیے زیادہ حساس ہے۔ سب سے پہلے، ٹیوب-سے-ٹیوب شیٹ کا انٹرفیس بہاؤ میں خلل اور مقامی ہنگامہ خیزی پیدا کرتا ہے، جس میں دیوار کی قینچ پوری طرح سے تیار شدہ بہاؤ سے 3-5 گنا زیادہ ہوتی ہے۔ دوسرا، ٹیوب شیٹ اکثر ٹیوبوں سے قدرے مختلف درجہ حرارت پر ہوتی ہے، جس سے تھرمل گریڈینٹ بنتے ہیں جو آئن کی منتقلی کو بڑھا سکتے ہیں اور سنکنرن کو تیز کر سکتے ہیں۔ تیسرا، ٹیوب شیٹ ٹینک کی دیوار کے ساتھ رابطے میں ہے، جو ایک مختلف مواد (اکثر کاربن اسٹیل یا فائبر گلاس) ہو سکتا ہے، جس سے جستی اثرات پیدا ہوتے ہیں جو ٹیوب شیٹ پر حملے کو تیز کر سکتے ہیں۔ ہائی شیئر اسٹریس، تھرمل گریڈیئنٹس، اور گالوانک اثرات کا امتزاج ٹیوب شیٹ کو ہیٹر اسمبلی میں سب سے زیادہ خطرناک جگہ بناتا ہے۔
**منظر نامہ-بنیاد انتخاب گائیڈ: پی سی بی ایچنٹ ہیٹر کے لیے بہاؤ کی رفتار**
| آپریٹنگ حالت|بہاؤ کی رفتار (m/s)|تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ رفتار|متوقع ٹیوب شیٹ کی زندگی (گھنٹے)|انجینئرنگ جواز |
|--------------------|--------------------|-------------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| معیاری پی سی بی ایچنگ، 2000 گھنٹے کی مہم|1.0 - 1.5 |<1.5 | >2000|2000 گھنٹے کے ہدف کے لیے محفوظ |
| Extended campaign (>4000 گھنٹے)|1.0 - 1.5 |<1.2 | >4000|زیادہ سے زیادہ وشوسنییتا کے لیے قدامت پسند ڈیزائن |
| کم FeCl₃ ارتکاز (5%، کم جارحانہ)|1.0 - 1.5 |<1.8 | >2000|کم آکسیڈائزر کا ارتکاز کٹاؤ کو کم کرتا ہے-سنکن |
| زیادہ FeCl₃ ارتکاز (10%، زیادہ جارحانہ)|1.0 - 1.5 |<1.0 | 1,500 – 2,500 | Higher concentration requires lower velocity |
| قلیل مدتی آپریشن ({0}}<1000 hours) | Any | <2.5 | >1000|عارضی سروس کے لیے قابل قبول |
| گول inlet کناروں کے ساتھ ٹیوب شیٹ|1.0 - 1.5 |<2.0 | >2000|گول کناروں سے مقامی ہنگامہ آرائی کم ہوتی ہے |
** کٹاؤ کو کم کرنے کے لیے ڈیزائن میں تبدیلیاں- سنکنرن**
تین ڈیزائن کی تبدیلیاں بہاؤ کی رفتار کو کم کیے بغیر ٹیوب شیٹ پر کٹاؤ-کو کم کرتی ہیں۔ سب سے پہلے، ٹیوب شیٹ کے اندر جانے والے کناروں کا رداس کم از کم 3 ملی میٹر تک؛ تیز مربع کنارے مقامی طور پر زیادہ قینچ والے تناؤ کے ساتھ علیحدگی کے بلبلے بناتے ہیں۔ دوسرا، تمام ٹیوبوں میں یکساں بہاؤ کو یقینی بنانے کے لیے ٹیوب بنڈل کے اوپر کی طرف ایک فلو ڈسٹری بیوشن پلیٹ انسٹال کریں۔ غیر-یکساں بہاؤ مقامی ہائی-ویلوسٹی زون بناتا ہے۔ تیسرا، ٹیوب شیٹ کی موٹائی میں اضافہ کریں یا اہم انٹرفیس پر اضافی کٹاؤ کے خلاف مزاحمت فراہم کرنے کے لیے ٹیوب شیٹ کے لیے زیادہ-الائے مواد (مثلاً، ایلائے 20 یا ٹائٹینیم) استعمال کریں۔
**نتیجہ**
316 سٹینلیس سٹیل وسرجن ٹیوبوں کے لیے 8% فیرک کلورائیڈ، 4% ہائیڈروکلورک ایسڈ پی سی بی ایچنٹ 50 ڈگری پر، ٹیوب بنڈل میں 2000 گھنٹے کی سروس کے لیے زیادہ سے زیادہ بہاؤ کی رفتار بغیر ضرورت سے زیادہ کٹاؤ کے-سنکنرن کا پتلا ہونا m/51 ٹیوب ہے۔ 2.0 m/s سے اوپر کی رفتار پر، ٹیوب شیٹ پر دیوار کا نقصان 0.16 ملی میٹر سے زیادہ ہے، جو مشترکہ سالمیت پر سمجھوتہ کرتا ہے۔ ٹیوب شیٹ اعلی مقامی ہنگامہ خیزی، تھرمل گریڈینٹ، اور گالوانک اثرات کی وجہ سے اہم مقام ہے۔ پی سی بی ایچنگ کے لیے 316 ہیٹر بتانے والے انجینئرز کو 1.5 میٹر/سیکنڈ سے کم بہاؤ کی رفتار، رداس ٹیوب شیٹ کے کناروں کے لیے ڈیزائن کرنا چاہیے، اور توسیعی مہمات کے لیے اعلیٰ مرکبات پر غور کرنا چاہیے۔ یہ بہاؤ کی رفتار کی تفصیلات فیرک کلورائڈ پی سی بی ایچنگ ایپلی کیشنز میں غالب ناکامی کے موڈ کو روکتی ہے۔
