Titano panardinamieji šildytuvai dažniausiai naudojami vidutinės-koncentracijos šarminio šildymo rezervuaruose, šarminio valymo cirkuliacinėse sistemose ir aukštos temperatūros muilinimo procesų įrenginiuose. Titanas plačiai laikomas stabiliu šarminėje aplinkoje įprastoje temperatūroje. Tačiau ilgalaikėmis aukštos{4} temperatūros šarminio prisotinimo sąlygomis pradinė tanki amorfinė TiO₂ pasyvioji plėvelė patiria perkristalizacijos fazės transformaciją. Perkristalizuotas oksido sluoksnis sudaro birius, porėtus kristalų grupes, kurių apsauga prastai veikia ir praranda pirminį savaiminio{7}}gijimo gebėjimą. Įprasti kambario temperatūros atsparumo šarmams bandymai negali imituoti aukštos temperatūros hidroksido sukelto plėvelės perkristalizavimo skilimo.
Kai šarminis tirpalas kaitinamas iki aukštos temperatūros ir pasiekia hidroksido prisotinimą, pertekliniai OH⁻ jonai nuolat įsiskverbia į titano pasyviosios plėvelės gardelę. Ilgalaikis-gardelės pertvarkymas tankų amorfinį oksidą paverčia biriu kristaliniu titano oksidu. Perkristalizuotoje plėvelėje yra daug mikro-porų ir grūdelių tarpų, todėl tirpale esančios ėsdinančios priemaišos gali tiesiogiai liestis su metalo matrica. Skirtingai nuo vienodo plėvelės plonėjimo, šis gedimas yra pasyviosios plėvelės struktūrinis fazės pokytis, kuris iš esmės suardo titano elektrocheminę apsaugos sistemą.
Ankstyvosios eksploatacijos metu titano apvalkalo paviršius įgauna vienodą pieno baltumo miglotą spalvą be įdubimų ar lupimo. Operatoriai dažnai tai vertina kaip nekenksmingą aukštos{1} temperatūros oksidų nuosėdų susidarymą. Tiesą sakant, pasyvioji plėvelės perkristalizacija ir struktūrinis atsipalaidavimas buvo baigtas. Nepertraukiamai veikiant priemaišų jonai prasiskverbia į porėtą plėvelę, sukeldami požeminius duobes ir laipsnišką sienelių plonėjimą. Galiausiai apvalkalo prasiskverbimas ir šildytuvo gedimas įvyksta staiga, be akivaizdžių įspėjamųjų -gedimo ženklų.
Veiksmingos inžinerinės priemonės apsaugo nuo plėvelės perkristalizavimo gedimo. Kontroliuokite tirpalo šarmingumą, kad būtų išvengta hidroksido persotinimo aukštoje temperatūroje. Optimizuokite šildymo galią, kad išvengtumėte vietinio perkaitimo{2}}sukeliamo plėvelės fazių perėjimo. Įdiekite reguliarų rūgšties aktyvinimo pasyvavimą, kad atkurtumėte tankią apsauginę plėvelę. Atlikite mikroskopinės plėvelės struktūros aptikimą įrangos kapitalinio remonto metu.
|
Šildytuvo tipas |
Šarminės plėvelės perkristalizavimo rizika |
Pagrindinis degradacijos mechanizmas |
Ankstyvosios{0}}etapų diagnostikos funkcija |
Pagrindinė švelninimo inžinerinė priemonė |
|---|---|---|---|---|
|
Titanas |
Aukštas |
Aukštoje -temperatūroje prisotintas hidroksidas sukelia TiO₂ plėvelės perkristalizaciją; tanki plėvelė virsta biria akyta kristalų struktūra |
Vienodas pieno baltumo rūko paviršiaus spalvos pasikeitimas |
Kontroliuoti šarmingumo prisotinimą; vengti vietinio perkaitimo; reguliarus pasyvavimo remontas; mikroskopinės plėvelės aptikimas |
|
316L nerūdijantis plienas |
Vidutinis |
Aukštos{0}}temperatūros šarminė aplinka pagreitina chromo plėvelės tirpimą ir vienodą koroziją |
Tamsi vienoda paviršiaus oksidacija |
Griežtai kontroliuokite šarminę koncentraciją ir darbo temperatūrą |
|
Lydytas kvarcas |
Vidutinis |
Aukštos{0}}temperatūros prisotintas šarmas pagreitina silicio dioksido tirpimą ir paviršiaus eroziją |
Nedidelis paviršiaus miglotumas ir šiurkštumas |
Venkite ilgalaikio mirkymo-aukštoje-temperatūroje šarmuose |
|
PFA-Su švarku |
Nereikšmingas |
PFA medžiaga atspari aukštos temperatūros{0}}šarminei erozijai be struktūrinių pokyčių |
Nėra paviršiaus anomalijų |
Įprasta įprastinė priežiūra |
Išvada:Kambario-temperatūros šarminis stabilumas negali garantuoti titano saugumo aukštos-temperatūros prisotintose šarminėse sistemose. Hidroksido -sukeltas pasyviosios plėvelės perkristalizavimas yra unikalus struktūros gedimo būdas. Šarmingumo prisotinimo kontrolė ir reguliarus plėvelės taisymas yra esminės apsaugos priemonės.
