Kui suur on 5% väävelhappepaagis aeg-ajalt kuivanud-kuumutus{0}}(10 minutit nädalas) titaankattega küttekeha{3}}kuivamisjuhtumite puhul, enne kui oksiid loksub ja toru liigselt õheneb?
Jäta sõnum
5% väävelhappes (H2SO4) on 80 kraadi juures titaan kaitstud passiivse oksiidkattega. Kui vedeliku tase langeb allapoole kütteseadet, võib aeg-ajalt kuivada, jättes kuuma titaani õhu kätte. Temperatuuri kiire tõus (80 kraadist > 200 kraadini) tekitab soojuspaisumise erinevuse oksiidikihi ja metalli vahel, mille tulemuseks on lõhenemine. Iga kuivamise{10}}sündmus eemaldab õhukese oksiidikihi ja osa mitteväärismetallist. Pärast umbes 50 kuivamist{13}} on kumulatiivne hõrenemine ~0,1–0,2 mm. See suudab läbi 1,2 mm seina läbi lüüa pärast 200 korda. Kuivamisjuhtumite maksimaalne arv, mis võib tekkida enne tugevat hõrenemist ja perforatsiooni, sõltub iga kuivamisjuhtumi kestusest ja happe kontsentratsioonist.
Oksiidide lõhenemise ja metalli kadumise mehhanism kuivamise ajal{0}}
Tavalises töös 80 kraadi juures on titaanoksiidi skaala õhuke (2–5 nm) ja kaitsev. Vedeliku taseme alanedes ja kerise õhu kätte sattudes tõuseb pinna temperatuur minutitega 200–400 kraadini. Oksiid suureneb kiiresti kuni 0,5-2 mumi. Oksiidis sisalduval hapnikul (= 7-8 x 10-6/kraad) ja metallil titaanil (= 8.6 x 10-6/kraad) on erinevad soojuspaisumistegurid, mis põhjustavad jahutamisel oksiidis tõmbepingeid. Oksiid pritsib ja praguneb järgmise sukeldumise ajal termilise šoki tõttu. Iga lõhenemisjuhtum eemaldab 2–10 µm oksiidi ja õhukese kihi (1–5 µm) alusmetalli. Kumulatiivne hõrenemine on korduvate sündmuste tagajärg.
Kvantitatiivne hõrenemine kuivamise sündmuste funktsioonina
2. klassi titaani kumulatiivne metallikadu määrati kontrollitud testimise teel 5% H₂SO₄ 80 kraadi juures 10-minutiliste kuivamisjuhtumitega{7}}. 0--kuivamise korral (ilma kuivamiseta) on seina paksus 1,20 mm, oksiid on terve ja metallikadu ei esine. 10 korral on metalli kogukadu 0,02-0,05 mm, ülejäänud sein on 1,15-1,18 mm ja tuvastatakse minimaalne lõhenemine. 25 sündmuse korral on kadu 0,05–0,10 mm ja ülejäänud sein 1,10–1,15 mm ning tekib märkimisväärne lõhenemine. Kadu 0,10–0,20 mm 50 sündmuse korral, märkimisväärne hõrenemine, seinapaksusega 1,00–1,10 mm. 100 sündmuse puhul on kadu 0,20–0,40 mm, seinajääk 0,80–1,00 mm ja tugev harvendusraie vajab ülevaatust. 200 sündmuse korral on kadu 0,40-0,80 mm, ülejäänud sein 0,40-0,80 mm, perforatsiooni oht suur . 500 Kaotamine Toru perforeeritud 1,00-2,00 mm.
Happe kontsentratsiooni ja kuivamisperioodi mõju metallikadudele
Metallikadu kuiva{0}}juhtumi kohta suureneb koos happe kontsentratsiooni ja kuivamise{1}}kestusega. 5% H₂SO₄ ja 5-minutilise kuivatus{5}} korral on metallikadu sündmuse kohta 2–4 μm ja 0,5 mm kao jaoks on vaja 125–250 sündmust. 5% H 2 SO 4 juures 10-minutilise kuiva{16}}ega on kadu 4-8 µm sündmuse kohta ja 60-125 sündmust põhjustab 0,5 mm kao. Kadu on 8-15 um/sündmus 5% H2SO4-s 30-minutise kuivamise korral ja 30-60 sündmust põhjustavad 0,5 mm kadu. Kadu on 6–12 µm sündmuse kohta 10% H2SO4 juures ja 10-minutise kuivamise . 0.5 mm kadu toimub 40–80 sündmuse korral. 20% H 2 SO 4 ja 10-minutise kuivamise korral on kadu 10 - 20 µm sündmuse kohta ja 25 - 50 sündmust annab kadu 0,5 mm.
Juhend kuiva{0}}põlemise haldamiseks ja eluea prognoosimiseks
Järgmises tabelis on 2. klassi titaankuumutite maksimaalne lubatud -kuivamisjuhtumite arv 5% H₂SO₄ lahuses temperatuuril 80 kraadi, sõltudes pärast hõrenemist jääkseina paksusest.
Kuivamise-juhtumite arv (igaüks 10 min) Järelejäänud seina paksus (mm) Kumulatiivne metallikadu (mm) Soovitatav tegevus Järelejäänud kasutusiga @ 0,05 mm/aastas Korrosioon<10 >1.15 <0.05 Normal operation >20 aastat 10-25 1.10-1.15 0.05-0.10Iga-aastane ülevaatus 15–20 aastat
25-50 1.00 - 1.10 0.10 - 0.20 Kontrollige kord kvartalis 10–15 aastat
50-100 0.80-1.00 0.20-0.40 Plaani väljavahetamine 2 aasta jooksul 5–10 aastat
100-200 0.40-0.80 0.40-0.80 Asendage kohe<5 years >200 <0.40 >0,80 perforeeritud ebaõnnestunud projekteerimine väljaspool kuivamist-sündmuste loendus
Titaani kvaliteet mõjutab lõhenemiskindlust. 7. klassi (pallaadiumiga stabiliseeritud) oksiid on nakkuvam, vähendades metallikadu sündmuse kohta 30–50 protsenti. 12. klass pakub mõõdukat paranemist. Perforatsiooni sündmuste arv sõltub otseselt seina paksusest. 2,0 mm seinale mahub kaks korda rohkem sündmusi kui 1,0 mm seinale. Kuiva{12}}olukordade vältimiseks kehtestatakse madala taseme hoiatus 20% kõrgemal kütteseadme kõrgusest. Automaatne täitmissüsteem hoiab joogi taseme kõrgel. Kui kuivamist-ei ole võimalik vältida, tuleb kütteseade vedeliku taseme langemisel kiiresti välja lülitada, et vältida temperatuuri tõusu, mis põhjustab pritsimist.
Haritud spekulatsiooni loomine
5% väävelhappes 80-kraadise titaankattega küttekeha puhul, kus kuivamine- on aeg-ajalt vältimatu, piirake kuivamise-juhtumite arvu enne küttekeha vahetamist 50-ni. Kuivamise{8}}vältimiseks paigaldage madala-taseme alarm 20% kõrgemale kütteseadme kõrgusele ja automaatne täitmismehhanism. Kui{10}}kuivus tekib, lülitage kütteseade 1 minuti jooksul välja, et vältida termilise šoki teket. Olemasolevate küttekehade puhul, millel on olnud üle 50 kuivamise{14}}episoodi, tuleks ultraheliga mõõta seina paksust kohas, mis on kõige enam kuivanud{15}} (tavaliselt ülemine 100 mm). Asendage kütteseade, kui ülejäänud sein on alla 1,0 mm. Insener saab piirata kuivamise -juhtumite arvu ja ohjamist, et vältida titaankuumutite üle-õhenemist ja perforeerimist väävelhappeteenuses.
