यह अध्ययन कम तापमान वाले सल्फ्यूरिक एसिड फ्लू गैस वातावरण में एकीकृत सर्पिल पंख वाले ट्यूबों के संक्षारण व्यवहार पर केंद्रित है, जिसमें A106 Gr.B और ND स्टील पंख वाले ट्यूबों के संक्षारण प्रतिरोध पर विभिन्न पिच दूरियों के प्रभावों के साथ-साथ उनकी सूक्ष्म संरचनाओं के विकास पर जोर दिया गया है। नमूने एक औद्योगिक हॉट-रोलिंग उत्पादन लाइन से लिए गए थे, जिसमें A106 Gr.B स्टील की पिच दूरियाँ 8 मिमी, 11 मिमी और 13 मिमी पर निर्धारित की गई थीं, और ND स्टील की 8 मिमी और 11 मिमी पर। सभी नमूनों को 1200 ग्रिट तक पीसा गया और फिर एक स्थिर तापमान और आर्द्रता कक्ष में विसर्जन संक्षारण परीक्षणों के अधीन किया गया। प्रयोगात्मक मापदंडों में 30 से 140 ℃ तक के तापमान, 30 से 80% तक सल्फ्यूरिक एसिड द्रव्यमान अंश, और 2 से 4 घंटे तक के संक्षारण समय शामिल थे। संक्षारण दर की गणना वजन हानि विधि का उपयोग करके की गई थी, जिसकी इकाइयाँ mg·cm थीं^⁻²·h^⁻¹। समानांतर नमूनों की संख्या ≥3 थी, और सापेक्ष मानक विचलन को 5% के भीतर नियंत्रित किया गया था।

धातुवैज्ञानिक नमूना तैयारी में 4% नाइट्रिक एसिड अल्कोहल के साथ एम्बेडिंग, पॉलिशिंग और एटचिंग की मानक प्रक्रियाओं का पालन किया गया। टिप्पणियाँ एक Axio Scope A1 ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और एक GeminiSEM 500 फील्ड एमिशन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके की गईं। अनाज के आकार का मूल्यांकन ASTM E112 इंटरसेप्ट विधि के अनुसार किया गया था, और ImageJ सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके 500× दृश्य के क्षेत्र में पांच बिंदुओं का औसत निकालकर पर्लाइट क्षेत्र अंश प्राप्त किया गया था।

1. A106 Gr.B सामग्री से बने 11 मिमी पिच वाले नमूने में सबसे कम पर्लाइट क्षेत्र अंश (9.1%), 7.5 का अनाज आकार स्तर और उच्चतम सूक्ष्म संरचनात्मक एकरूपता थी। 60 ℃ और 35% H की स्थितियों के तहत संक्षारण दर_₂SO_₄ 35.7 mg·cm था^⁻²·h^⁻¹, जो 8 मिमी पिच नमूने (63.5 mg·cm^⁻²·h^⁻¹) की तुलना में काफी कम था।
2. 8 मिमी पिच वाले ND स्टील नमूने में 8.0 का अनाज आकार स्तर और 10.4% का पर्लाइट क्षेत्र अंश था। समान परिस्थितियों में इसकी संक्षारण दर 4.6 mg·cm थी^⁻²·h^⁻¹, जो 20G स्टील के न्यूनतम मूल्य का केवल 13% है। ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) विश्लेषण से पता चला कि ND स्टील की सतह पर Cr, Cu और Sb युक्त एक सतत पैसिवेशन फिल्म बनी थी, जिसकी मोटाई लगभग 80–120 nm थी, जो एनोडिक विघटन को प्रभावी ढंग से रोकती है।
3. जब तापमान ≥80 ℃ था और सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता ≥50% थी, तो तीनों सामग्रियां पैसिवेशन क्षेत्र में प्रवेश कर गईं, जिसमें संक्षारण दर 5 mg·cm से नीचे गिर गई^⁻²·h^⁻¹। वजन हानि परिणामों पर पिच दूरी का प्रभाव त्रुटि सीमा के भीतर कम हो गया।

सूक्ष्म संरचना और गुणों के बीच का संबंध इंगित करता है कि पर्लाइट, कैथोडिक चरण के रूप में, फेराइट के साथ लगभग 60 mV का संभावित अंतर रखता है, जिससे यह गड्ढे की शुरुआत के लिए स्थल बन जाता है। पर्लाइट आयतन अंश में प्रत्येक 1% की कमी के लिए, संक्षारण दर औसतन 2.3 mg·cm कम हो जाती है^⁻²·h^⁻¹। अनाज शोधन सक्रिय विघटन क्षेत्र में संक्षारण को तेज करता है लेकिन फिल्म परत के घनत्व को बढ़ाकर पैसिवेशन क्षेत्र में संक्षारण को कम करता है। अनाज के आकार में प्रत्येक एक स्तर की वृद्धि के लिए, सक्रिय क्षेत्र में संक्षारण दर 1.8 mg·cm बढ़ जाती है^⁻²·h^⁻¹, जबकि पैसिवेशन क्षेत्र में यह 0.7 mg·cm कम हो जाती है^⁻²·h^⁻¹।

व्यापक प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर, बॉयलर टेल फ्लू गैस स्थितियों में A106 Gr.B के 11 मिमी पिच या ND स्टील के 8 मिमी पिच वाले एकीकृत सर्पिल पंख वाले ट्यूबों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, जहां फ्लू गैस का तापमान ≤70 ℃ है और H_₂SO_₄ सल्फ्यूरिक एसिड ओस बिंदु तापमान के अनुरूप द्रव्यमान अंश ≤45% है, लागत और संक्षारण प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए। रोलिंग प्रक्रिया को पर्लाइट आयतन अंश को कम करने और सूक्ष्म संरचनात्मक एकरूपता में सुधार करने के लिए अंतिम रोलिंग तापमान को 880–920 ℃ पर और संचयी विरूपण को ≥60% पर नियंत्रित करना चाहिए।