DYNAMICS OFKETTLE CORROSION IN THEHOT DIP GALVANIZING

INDUSTRY

Mario Ubiali

Intergalva, 8‐12 June 2009

Madrid, Spain

Background

• Zinco Service introduced the KID technologyat Intergalva 2006, in Naples

• Since then, over 220 ke?les have beeninspected in Europe, Canada and USA

• Enough data to start looking for meaningfulconnecGons and trends

FUNDAMENTALS: WHAT TOEXAMINE?

• Thickness readings: a set of numerical values

• Corrosion maps: a graphic representaGon ofcorrosion distribuGon on the wall of the ke?le

4848.447.846.647.947.848.34847.24848.448.548.148.24548.748.9250

47.847.548.148.148.447.648.948.948.448.548.548.247.748.948.948.248.1200

45.247.147.247.647.547.448.248.247.847.847.846.747.947.247.947.947.9160

45.445.245.846.245.746.94847.44848.847.447.247.347.64847.346.3120

4645.54546.545.947.147.848.746.748.948.147.54846.848.347.445.370

46.845.746.648.146.543.747.247.446.848.246.648.247.648.54746.945.940

501101201401502003004005006007008009001000110012001300

STEP 1: ANALYZINGNUMERICAL DATA

• KETTLES ARE CATEGORIZED AS FOLLOWS:

• By furnace type: Flat Flame VS. High Velocity• By ke?le size: Three Lenght Categories

» 4‐8 meters long» 9‐12 meters long» 13 and more

• By age in service: From 2 to 10 years of service life

STEP 1: ANALYZINGNUMERICAL DATA

• WHAT FIGURES DO WE USE FOR ANALYSIS ?

• AVERAGE THICKNESS: Calculated according to normalstaGsGcal rules

• MINIMUM THICKNESS READING: A significant index !

STEP 1: ANALYZINGNUMERICAL DATA

LET’S TAKE A LOOK AT RESULTS…..

Kettle Age (years in service)

Kettle

Size (mt)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

4-8 NA 46 42,3 46,4 42,2 42,5 36,5 NA NA

9-12 NA 44,1 NA NA NA 34,5 32,9 NA NA

13 and up NA 45,7 41,8 45,1 NA 41,7 39,4 34,6 34,5

Kettle Age (years in service)

Kettle

Size (mt)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

4-8 46 NA 45,4 44,2 44,1 43,2 43,1 NA NA

9-12 NA 42,6 46,3 45,5 43,9 NA NA NA NA

13 and up NA NA NA 45,2 44,5 NA 42,5 41,4 NA

FLATFLAME

ENDFIRED

AVERAGE THICKNESSCOMPARISON

FLATFLAME

ENDFIRED

MINIMUM THICKNESSCOMPARISON

Kettle Age (years in service)

Kettle

Size (mt)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

4-8 NA 40,9 38,7 42,3 37,9 32,2 30 NA NA

9-12 NA 39,9 NA NA NA 30,6 28,9 NA NA

13 and up NA 42,2 36,5 41,4 NA 31,2 30,2 30 26,2

Kettle Age (years in service)

Kettle

Size (mt)

2 3 4 5 6 7 8 9 10

4-8 41,1 NA 26,2 37,8 40,1 41,7 38,8 NA NA

9-12 NA 39,9 41,1 41,9 36,7 NA NA NA NA

13 and up NA NA NA 41,9 35,7 NA 31,5 24,5 NA

STEP 1 : DATA COMPARISON

STEP 1 : DATA COMPARISON

STEP 1 : DATA COMPARISON

STEP 1 : DATA COMPARISON

STEP 1: CONCLUSIONS

• WHAT INDICATIONS FROM DATA ANALYSIS?• KETTLE SIZE INFLUENCE• LOSS OF THICKNESS IN TIME• AVERAGE CORROSION IN COMPARISON• LOWEST READINGS IN COMPARISON• END FIRED OR FLAT FLAME?• INFLUENCE OF PRODUCTION THROUGHPUT

STEP 1: CONCLUSIONS

• BY  LOOKING  AT  AVAILABLE  DATA,  THERE  IS  NOEVIDENCE OF  A DIRECT  INFLUENCE OF  KETTLE  SIZEON CORROSION BEHAVIOUR.

• LACK OF CORRELATION BETWEEN KETTLE  SIZE ANDCORROSION  BEHAVIOUR MIGHT  HELP  IN  ANALYSISOF  CORRELATION  BETWEEN  PRODUCTIONTHROUGHPUT AND CORROSION (SEE NEXT SLIDES!)

STEP 1: CONCLUSIONS

• COLLECTED DATA SHOWS THAT IN BOTH FLAT FLAME AND ENDFIRED  SYSTEMS  THERE  IS  A  DIRECT  RELATIONSHIP  BETWEENAGE AND THICKNESS LOSS.

• COLLECTED  DATA  ALSO  SHOWS  THAT  THICKNESS  DROPSFASTER AFTER AN AGE OF  FIVE YEARS,  CONFIRMING KNOWNTHEORIES ON HEAT EXCHANGE AS A FUNCTION ON THICKNESS.

STEP 1: CONCLUSIONS

• AVERAGE  CORROSION  APPEARS,  ACCORDING  TO  AVAILABLEDATA,  BETTER  IN  HIGH  VELOCITY  SETTINGS  THAN  IN  FLATFLAME ONES.

• ALTHOUGH  THIS  INDICATION  MIGHT  LEAD  TO  DRAW  SOMECONCLUSIONS,  FURTHER  INVESTIGATION  MUST  BEPERFORMED ON A WIDER STATISTICAL BASE.

• ALSO, BEFORE  JUMPING TO CONCLUSIONS, ONE MIGHT TAKEA LOOK AT LOWEST READINGS!

STEP 1: CONCLUSIONS

• LOWEST  READINGS    SHOW  THAT  IT  IS  VERY  HARD  TOCOMPARE ALTERNATIVE HEATING SYSTEMS

• IT  SEEMS  BY  LOOKING  AT  HARD  DATA  THAT  END  FIREDSYSTEMS ARE PRODUCING HIGHER LOWER VALUES THAN FLATFLAMES ONLY IN SHORT KETTLES.

• WE MUST THINK OF A MODEL TO EXPLAIN THIS DIFFERENCE. ITCOULD BE RELATED TO HEAT EFFICIENCY AS KETTLES BECOMEBIGGER.

STEP 2: ANALYZINGCORROSION MAPS

• HOW DO WE READ THEM ?

• CORROSION DISTRIBUTION: Corrosion Maps provide asnapshot view of how corrosion is distributed in ke?lesand help performing comparisons.

• CORROSION PROGRESSION: Repeated inspecGons onke?les have allowed some consideraGon for corrosionprogression.

STEP 2: ANALYZINGCORROSION MAPS

• Corrosion is a funcGon of heat distribuGon andexhaust velocity.

(please

, don’t 

laugh!)

STEP 2: ANALYZINGCORROSION MAPS

• ProducGve age of the ke?le is important, but focus must be ontotal usage of furnace heat potenGal.

STEP 2: ANALYZINGCORROSION MAPS

• Moving parts and regular flows inside the ke?le can seriouslyaffect corrosion.

WHAT’S NEXT?

• A SERIOUS INTEGRATED STUDY ON HEAT DYNAMICS OFFURNACE/KETTLE SYSTEMS, IN RELATION TO EXISTING CORROSIONDATA

• MORE KID INSPECTIONS, TO BUILD A LARGER STATISTICAL BASE TO BEPERIODICALLY ANALYZED TO CONFIRM OR CHANGE CONCLUSIONS

• POSSIBLE INTERACTION WITH FURNACE MANUFACTURERS ANDGALVANIZERS TO PUT KID INSPECTION DATA ON THE COMPLETEBACKGROUND OF FURNACE HISTORY, STRUCTURE AND TECH DATA