Võimsustihedus on määratletud kui soojusvõimsus küttetoru pinnaühiku kohta, mis määrab otseselt 316 roostevabast terasest küttetoru pinna töötemperatuuri pideva töötamise ajal. Tööstuslikus tootmises põhjustab ebaõige võimsuse projekteerimine sageli liigset kohalikku võimsustihedust, moodustades toru seinale püsivaid kuumi kohti. Pikaajaline kõrgel -temperatuuril töötamine halvendab järk-järgult roostevabast terasest pinnal oleva kroomi-rikka passiivse kile struktuurset stabiilsust, kiirendab terapiiride sensibiliseerimist ja suurendab märkimisväärselt kõrgel -temperatuuril korrosiooni vananemise kiirust kloriidi-sisaldavas ja happelises keskkonnas. Paljud seadmete projekteerijad taotlevad ainult kiiret küttetõhusust, määrates meelevaldselt kõrge võimsuse parameetrid, sobitamata võimsustihedust materjali temperatuurikindluse ja keskmise korrosioonivõimega, mille tulemuseks on enneaegne passiivse kile rike ja küttetorude lokaalne leke. Seetõttu on võimsustiheduse ja kõrgel temperatuuril{10}}korrosioonist vananemise vahelise korrelatsioonireegli selgitamine 316 roostevabast terasest küttetoru mõistliku parameetrite kavandamise ja pikaajalise -korrosioonivastase{12}}garantii eelduseks.
Suur võimsustihedus põhjustab kahte tüüpilist vananemismehhanismi, mis kiirendavad korrosioonitõrget. Esiteks rikub liigne pinnatemperatuur passiivse kile moodustumise ja iseenesliku{1}}paranemise dünaamilise tasakaalu. Roostevabast terasest 316 valmistatud looduslik kroomoksiidi passiivkile säilitab kompaktse ja stabiilse jõudluse mõõdukas temperatuurivahemikus. Kui kohalik pinnatemperatuur ületab 250 kraadi, toimub tihe oksiidkile järk-järgult termiline dehüdratsioon, struktuurne kokkutõmbumine ja mikro{6}}pragude teke. Söövitavas keskkonnas olevad kloriidioonid tungivad kiiresti nendesse väikestesse pragudesse, vallandades lokaalse punktkorrosiooni ja kaitsekihi vananemiskiirus tõuseb plahvatuslikult koos soojuskoormuse pideva kuhjumisega. Teiseks põhjustab pikaajaline-kõrge{10}}temperatuuri kasutamine roostevaba terase sees terapiiride kroomi ammendumise. Suur võimsustihedus toob kaasa püsiva termilise pinge, mis soodustab kroomkarbiidi sadenemist terade piiridel, mille tulemuseks on ebapiisav kroomisisaldus kohalikes terade piirialades. Need sensibiliseeritud alad kaotavad võime moodustada terviklikke passiivseid kilesid ja muutuvad suure{13}}teradevahelise korrosiooniriskiga tsoonideks.
Selles uuringus luuakse kolm kontrastkatsete rühma madala, keskmise ja suure võimsustihedusega, et kvantifitseerida nende mõju korrosiooni vananemisele. Madala võimsustiheduse rühma reguleeritakse vahemikus 8 W/cm² ja toru pind töötab stabiilselt alla 180 kraadi. Pärast 1000 tundi kestnud pidevat tsüklilist soolapihustuskatset jääb passiivne kile puutumatuks, ainult kergelt ühtlase pinna vananemisega ja lokaalsete täppide defektideta. Keskmine võimsustihedus vahemikus 8 kuni 15 W/cm² tekitab pinnatemperatuuri vahemikus 180 kuni 250 kraadi. Passiivne kile näib kohalikes piirkondades veidi hõrenevat ja korrosiooni vananemiskiirus suureneb mõõdukalt, mis võib siiski vastata keskmise söövitavate töötingimuste hooldusnõuetele. Seevastu kõrge võimsustihedus, mis ületab 15 W/cm², tõstab kohaliku temperatuuri üle 250 kraadi, millega kaasneb ilmselge passiivne kile pragunemine ja terade piiride sensibiliseerimine. Pärast sama vananemiskatset ilmub toru seinale tihe punktkorrosioon ja kasutusiga lüheneb enam kui 60% võrreldes väikese{16}}võimsusega rühmaga.
Lisaks üldisele võimsusparameetrite optimeerimisele on ühtne toitejaotuse disain sama oluline, et vältida kohalikku kõrgel temperatuuril{0}}vananemist. Sisetakistusjuhtmete kontsentreeritud mähis põhjustab osalise võimsustiheduse ülekoormuse isegi siis, kui koguvõimsus jääb standardvahemikku. Optimeeritud võrdse vahemaaga mähis tasakaalustab pinnasoojuse jaotust, kõrvaldab kuumad kohad ja tagab kogu toru ühtlase -vananemisvastase jõudluse. Kõrgel temperatuuril ja tugevalt söövitava keemilise kuumutamise korral ei tohiks 316 roostevabast terasest küttetoru soovitatav ohutu võimsustihedus ületada 10 W/cm², jättes piisava temperatuuri ohutusvaru, et aeglustada kõrgel temperatuuril{8}}korrosiooniga vananemist.
Kasutamisandmed näitavad, et standardiseeritud madala võimsustihedusega küttetorud võivad kõrge kloriidisisaldusega reoveepuhastussüsteemides stabiilselt töötada kauem kui 18 kuud, samas kui suure võimsustihedusega{2}}tooted kannatavad sageli 5–7 kuu jooksul lokaalse korrosioonikahjustuse all. Kokkuvõtteks võib öelda, et liigne küttevõimsustihedus on 316 roostevabast terasest küttetoru kiirendatud kõrgel -temperatuuril korrosioonivananemise peamine põhjus. Mõistlik võimsusparameetrite sobitamine ja ühtne termiline paigutus võivad tõhusalt kaitsta passiivse kile terviklikkust, piirata terapiiride sensibiliseerimist, pikendada kütteseadmete korrosioonivastast hooldustsüklit- ning saavutada tasakaal küttetõhususe ja pikaajalise{10}}tööohutuse vahel tööstussüsteemides.
