%5 Sülfürik Asit Tankında Ara sıra Kuruma (Haftada 10 Dakika) Yaşayan Titanyum Kılıflı Bir Isıtıcı için, Oksit Parçalanmadan ve Tüp Aşırı İncelmeden Önce Maksimum Kuruma-Olay Sayısı Nedir?
Mesaj bırakın
80 derecede %5 sülfürik asitte (H₂SO₄), titanyum koruma için pasif bir oksit filme dayanır. Sıvı seviyesi ısıtıcının altına düştüğünde ara sıra-kurutma-sıcak titanyumun havaya maruz kalmasına neden olur. Hızlı sıcaklık artışı (80 dereceden 200 derecenin üzerine), oksit tabakası ile metal arasında termal genleşme uyumsuzluğuna neden olarak parçalanmaya neden olur. Her kuruma olayı ince bir oksit tabakasını ve bir miktar baz metali ortadan kaldırır. Yaklaşık 50 kuruma olayının ardından{13}}kümülatif incelme 0,1–0,2 mm'ye ulaşır. 200 olaydan sonra 1,2 mm'lik bir duvarın delinmesi meydana gelebilir. Aşırı inceltme ve delinmeden önce gerçekleşen kuruma olaylarının maksimum sayısı, her kuruma olayının süresine ve asit konsantrasyonuna bağlıdır.
Kuruma Sırasında Oksit Parçalanması ve Metal Kaybının Mekanizması-
80 derecede normal çalışma sırasında titanyum oksit tabakası ince (2–5 nm) ve koruyucudur. Sıvı seviyesi düştüğünde ve ısıtıcı havaya maruz kaldığında yüzey sıcaklığı dakikalar içinde 200–400 dereceye çıkar. Oksit hızla 0,5-2 µm'ye kadar büyür. Oksit (=7–8 × 10⁻⁶ / derece ) ile titanyum metali (=8.6 × 10⁻⁶ / derece ) arasındaki termal genleşme uyumsuzluğu, soğuma sırasında oksitte çekme gerilmeleri oluşturur. Bir sonraki daldırmada termal şok, oksidi çatlatır ve parçalara ayırır. Her bir dökülme olayı, 2-10 µm oksiti ve alttaki metalin ince bir katmanını (1-5 µm) ortadan kaldırır. Tekrarlanan olaylar kümülatif incelmeye neden olur.
Kuruma Olaylarının Bir Fonksiyonu Olarak Kantitatif İnceltme
80 derecede %5 H₂SO₄'da 10-dakikalık kuruma-olaylarıyla yapılan kontrollü testler, 2. Derece titanyum için kümülatif metal kaybı tespit etti. 0 kuruma olayında (kuruma yok), duvar kalınlığı 1,20 mm'de kalır, oksit sağlamdır ve metal kaybı meydana gelmez. 10 olayda kümülatif metal kaybı 0,02–0,05 mm, kalan duvar ise 1,15–1,18 mm'dir ve küçük dökülme gözlenmiştir. 25 olayda kayıp 0,05–0,10 mm, kalan duvar ise 1,10–1,15 mm'dir ve orta derecede dökülme meydana gelir. 50 vakada kayıp 0,10–0,20 mm, kalan duvar ise 1,00–1,10 mm'dir ve ciddi incelme mevcuttur. 100 olayda kayıp 0,20–0,40 mm, kalan duvar ise 0,80–1,00 mm'dir ve şiddetli incelme inceleme gerektirir. 200 olayda kayıp 0,40–0,80 mm, kalan duvar 0,40–0,80 mm olup perforasyon riski yüksektir. 500 olayda kayıp 1,00–2,00 mm'dir ve tüp delinir.
Asit Konsantrasyonunun ve Kuruma-Süresinin Metal Kaybına Etkisi
Kuruma olayı başına metal kaybı-asit konsantrasyonu ve kuruma süresi- arttıkça artar. 5-dakikalık kuruma ile %5 H₂SO₄'da, olay başına metal kaybı 2–4 µm'dir ve 0,5 mm'lik kayıp için 125–250 olay gereklidir. 10-dakikalık kurumayla %5 H₂SO₄'da, kayıp olay başına 4–8 µm'dir ve 60–125 olay, 0,5 mm kayba neden olur. 30- dakikalık kuruma ile %5 H₂SO₄'da kayıp olay başına 8–15 µm'dir ve 30–60 olay 0,5 mm kayba neden olur. 10 dakikalık kuruma ile %10 H₂SO₄'da kayıp olay başına 6-12 µm'dir ve 40-80 olay 0,5 mm kayba neden olur. 10 dakikalık kuruma ile %20 H₂SO₄'da kayıp olay başına 10–20 µm'dir ve 25–50 olay 0,5 mm kayba neden olur.
Kuruma-Yönetim ve Ömür Tahmin Kılavuzu
Aşağıdaki tabloda, inceltmeden sonra kalan duvar kalınlığına bağlı olarak 80 derecede %5 H₂SO₄ içindeki 2. Sınıf titanyum ısıtıcılar için izin verilen maksimum kuruma olayı sayısı verilmektedir.
| Kuruma-Olaylarının Sayısı (her biri 10 dakika) | Kalan Et Kalınlığı (mm) | Kümülatif Metal Kaybı (mm) | Önerilen Eylem | 0,05 mm/yıl Korozyonda Kalan Hizmet Ömrü |
|---|---|---|---|---|
| <10 | >1.15 | <0.05 | Normal çalışma | >20 yıl |
| 10–25 | 1.10–1.15 | 0.05–0.10 | Yıllık denetim | 15–20 yıl |
| 25–50 | 1.00–1.10 | 0.10–0.20 | Üç ayda bir inceleyin | 10-15 yıl |
| 50–100 | 0.80–1.00 | 0.20–0.40 | 2 yıl içinde değiştirmeyi planlayın | 5-10 yıl |
| 100–200 | 0.40–0.80 | 0.40–0.80 | Hemen değiştirin | <5 years |
| >200 | <0.40 | >0.80 | Delikli | Arızalı |
{0}Duruma Olayı Sayımının Ötesinde Mühendislik
Titanyum kalitesi dağılma direncini etkiler. Derece 7 (paladyum-stabilize edilmiş) daha yapışkan bir oksit oluşturarak olay başına metal kaybını %30-50 azaltır. 12. Sınıf orta düzeyde iyileşme sunar. Duvar kalınlığı perforasyon olaylarının sayısını doğrudan belirler; 2,0 mm'lik bir duvar, 1,0 mm'lik bir duvarın iki katı kadar olayı tolere edebilir. Isıtıcı yüksekliğinin %20 üstüne ayarlanmış düşük seviyeli bir alarm, kuruma olaylarını tamamen önler. Otomatik yeniden doldurma sistemi sıvı seviyesini korur. Kuruması kaçınılmazsa, dökülmeye neden olan sıcaklık artışını önlemek için sıvı seviyesi düştüğünde ısıtıcı hemen kapatılmalıdır.
Bilgiye Dayalı Bir Spesifikasyon Yapmak
Ara sıra kurumanın önlenemediği 80 derecede %5 sülfürik asit içindeki titanyum kılıflı ısıtıcı için, ısıtıcıyı değiştirmeden önce kümülatif kuruma olaylarını-50 ile sınırlandırın. Kurumayı önlemek için ısıtıcı yüksekliğinin %20 üstüne bir düşük-seviye alarmı ve otomatik yeniden doldurma sistemi-kurun. Kuruma meydana gelirse termal şoku sınırlamak için ısıtıcıyı 1 dakika içinde kapatın. 50'den fazla kuruma olayı yaşamış mevcut ısıtıcılar için, kurumaya en çok maruz kalan yerde (tipik olarak üst 100 mm) duvar kalınlığını ultrasonik olarak ölçün. Kalan duvar 1,0 mm'nin altındaysa ısıtıcıyı değiştirin. Mühendis, kuruma olaylarının sayısını ve bunlara verilen tepkiyi kontrol ederek, sülfürik asit hizmetinde titanyum ısıtıcıların aşırı incelmesini ve delinmesini önler.
