Za grijač od titanijumskog omotača koji se povremeno suši-(10 minuta sedmično) u rezervoaru sa 5% sumporne kiseline, koji je maksimalni broj isušivanja-izlaznih događaja prije nego što se oksid rasprsne i cijev se pretjerano stanji?

U 5% sumpornoj kiselini (H2SO4) na 80 stepeni titan je zaštićen pasivnim oksidnim premazom. Povremeno isušivanje-, kada nivo tečnosti padne ispod grejača, izlažući vrući titanijum vazduhu. Brzo povećanje temperature (80 stepeni do > 200 stepeni) stvara razliku u termičkom širenju između oksidne skale i metala, što dovodi do ljuštenja. Svaki događaj-osušivanja uklanja tanak sloj oksida i nešto osnovnog metala. Nakon oko 50 slučajeva sušenja{13}}ukupno stanjivanje je ~0,1–0,2 mm. Može probiti zid od 1,2 mm nakon 200 puta. Maksimalni broj događaja isušivanja{20}}koji se mogu dogoditi prije ozbiljnog stanjivanja i perforacije je funkcija dužine vremena svakog događaja isušivanja i koncentracije kiseline.

Mehanizam kidanja oksida i gubitka metala tokom sušenja

Pri normalnom radu na 80 stepeni, ljuska od titanijum oksida je tanka (2-5 nm) i zaštitna. Kako nivo tečnosti opada i grejač se izlaže vazduhu, temperatura površine se penje na 200-400 stepeni za nekoliko minuta. Oksid se brzo povećava do 0,5-2 mm. Kiseonik u oksidu (= 7-8 x 10-6/stepen) i metal titanijuma (= 8.6 x 10-6/stepen) imaju različite koeficijente termičke ekspanzije, uzrokujući zatezna naprezanja u oksidu kada se ohladi. Oksid se puca i puca tokom sljedećeg potapanja zbog termičkog udara. Svaki događaj lomljenja uklanja 2-10 µm oksida i tanak sloj (1-5 µm) osnovnog metala. Kumulativno stanjivanje je rezultat ponavljajućih događaja.

Kvantitativno stanjivanje kao funkcija događaja isušivanja

Kumulativni gubitak metala za titanijum stepena 2 određen je kontrolisanim testiranjem u 5% H₂SO₄ na 80 stepeni sa 10-minutnim sušenjem-događajima. Kod 0 događaja isušivanja-(bez isušivanja) debljina zida je 1,20 mm, oksid je netaknut i nema gubitka metala. U 10 slučajeva ukupni gubitak metala je 0,02-0,05 mm, preostali zid je 1,15-1,18 mm i detektovano je minimalno lomljenje. Kod 25 događaja gubitak je 0,05–0,10 mm, a preostali zid je 1,10 – 1,15 mm i dolazi do značajnog ljuštenja. Gubitak 0,10–0,20 mm na 50 događaja, značajno stanjivanje sa preostalom debljinom zida 1,00–1,10 mm. Na 100 događaja, gubitak je 0,20–0,40 mm, preostali zid je 0,80–1,00 mm, a jako stanjivanje zahtijeva inspekciju. Na 200 događaja gubitak je 0,40-0,80 mm, preostali zid 0,40-0,80 mm, opasnost od perforacije velika. 500 pojava Gubitak cijevi perforiran 1,00-2,00 mm.

Utjecaj koncentracije kiseline i perioda sušenja na gubitak metala

Gubitak metala po događaju-isušivanja povećava se s koncentracijom kiseline i trajanjem sušenja{1}}. Pri 5% H₂SO₄ i 5-minutnom isušivanju-, gubitak metala po događaju je 2–4 μm, a 125–250 događaja je potrebno za gubitak od 0,5 mm. Kod 5% H 2 SO 4 sa sušenjem od 10 min-, gubitak je 4-8 µm/događaj, a 60-125 događaja rezultira gubitkom od 0,5 mm. Gubitak je 8-15 um/događaj u 5% H2SO4 sa sušenjem od 30 minuta i 30-60 događaja uzrokuje gubitak od 0,5 mm. Gubitak je 6-12 µm po događaju pri 10% H2SO4 sa 10-minutnim sušenjem. 0.5 mm gubitak se javlja u 40-80 događaja. Sa 20 % H 2 SO 4 i 10 min sušenja gubitak je 10 - 20 µm po događaju, a 25 - 50 događaji će dati gubitak od 0,5 mm.

Vodič za{0}}upravljanje i predviđanje života

Sljedeća tabela daje maksimalan dozvoljeni broj događaja isušivanja-za grijače titanijuma 2. stepena u 5% H₂SO₄ na 80 stepeni kao funkciju preostale debljine zida nakon stanjivanja.

Broj događaja sušenja-(po 10 min) Debljina preostalog zida (mm) Kumulativni gubitak metala (mm) Preporučena radnja Preostali vijek trajanja @ 0,05 mm/god Korozija<10 >1.15 <0.05 Normal operation >20 godina 10-25 1.10-1.15 0.05-0.10Godišnja kontrola 15 do 20 godina
25-50 1.00 - 1.10 0.10 - 0.20 Provjeravajte tromjesečno 10-15 godina
50-100 0.80-1.00 0.20-0.40 Planirajte zamjenu u roku od 2 godine 5-10 godina
100-200 0.40-0.80 0.40-0.80 Zamijenite odmah<5 years >200 <0.40 >0.80 Perforirani neuspješni inženjering izvan suhih-brojanja događaja

Kvalitet titanijuma utiče na otpornost na lomljenje. Oksid na stepenu 7 (stabilizovan paladijumom) je bolje prianjajući, smanjujući gubitak metala po događaju za 30 do 50 procenata. Ocjena 12 nudi umjereno poboljšanje. Broj događaja do perforacije direktno zavisi od debljine zida. Zid od 2,0 mm može podržati dvostruko više događaja od zida od 1,0 mm. Nizak nivo upozorenja na 20% iznad visine grijača je uspostavljen da spriječi-situacije isušivanja. Sistem za automatsko punjenje održava nivo pića dopunjenim. Ako se isušivanje-ne može izbjeći, grijač se mora brzo isključiti kako nivo tečnosti opada kako bi se izbjegao porast temperature koji uzrokuje ljuštenje.

Kreiranje obrazovane spekulacije

Za grijač od titanijumskog omotača u 5% sumpornoj kiselini na 80 stepeni gdje je isušivanje-povremeno neizbježno, ograničite broj isušivanja-na 50 prije zamjene grijača. Instalirajte niski-alarm na 20% iznad visine grijača i mehanizam za automatsko dopunjavanje kako biste izbjegli isušivanje-. Ukoliko dođe do isušivanja-isključite grijač u roku od 1 minute da ograničite termički udar. Postojeći grijači koji su imali više od 50 epizoda isušivanja-treba ultrazvučno izmjeriti debljinu zida na mjestu koje je najizloženije isušivanju-(obično gornjih 100 mm). Zamijenite grijač ako je preostali zid manji od 1,0 mm. Inženjer može ograničiti količinu i upravljanje pojavama isušivanja{20}}da bi se izbjeglo prekomjerno-razrjeđivanje i perforacija titanskih grijača u servisu sumporne kiseline.