Jūros vandens šildymo cirkuliaciniai vamzdynai, skirti atviroje jūroje esantiems objektams, galvanizuojančioms ėsdinimo talpykloms, druskingo sūroko vandens valymo įrenginiams ir chloro -turtingiems cheminiams reaktoriams, susiduria su dideliu korozijos poveikiu, kurį sukelia didelio-koncentracijos chlorido jonai ir ne-oksiduojančių silpnų rūgščių tirpalai. Įprastuose 316 nerūdijančio plieno šildymo vamzdžiuose po ilgo{5}}dirbimo aplinkoje, kurioje yra daug chloro, atsiranda taškinė ir plyšinė korozija, todėl vamzdžio sienelė greitai perforuojasi ir netikėtai sustoja įranga. PFA apvyniotų kaitinimo elementų maksimali tvari nuolatinė temperatūra yra tik 250 laipsnių, todėl jie negali patenkinti vidutinės ir aukštos temperatūros gamybos darbo eigos parametrų reikalavimų. Patekę į šarminius skysčius, kvarciniai šildymo vamzdžiai praranda visą cheminį stabilumą ir gali būti naudojami tik statiniams aukštos temperatūros vienos stiprios rūgšties laboratoriniams tyrimams. Kieto gryno titano šildymo vamzdžiai remiasi tankia titano dioksido pasyvia plėvele, natūraliai susidariusia ant paviršiaus, kad veiksmingai blokuotų chlorido jonų įsiskverbimą, todėl jie yra tinkamiausios antikorozinės šildymo medžiagos, skirtos jūros vandeniui, sūrymui ir ne{14}}oksiduojančioms rūgštims. Šiame dokumente išsamiai aprašomi pagrindiniai medžiagų pranašumai, būdingi taikymo apribojimai ir vieningos inžinerinės pasirinkimo specifikacijos, taip pat visiškai pertvarkyta daugiamatė keturių pagrindinių šildymo vamzdžių parametrų palyginimo lentelė.
1. Pagrindiniai gryno titano medžiagos našumo privalumai
Titanas gali spontaniškai sudaryti kompaktišką, vandenyje netirpią titano dioksido apsauginę plėvelę{0}}vandeninėje aplinkoje, nutraukdamas chloro jonų prasiskverbimo kelią ir iš esmės įveikdamas kritinį nerūdijančio plieno silpnumą, nes jis yra pažeidžiamas jūros vandens ir sūrymo korozijai. Netgi ilgai-panardinus į jūros vandenį, požeminį sūrų vandenį ir chloro-turintį marinavimo skystį, ant vamzdžio korpuso neatsiras vietinių korozijos defektų, pvz., duobių.
Kalbant apie šilumines ir mechanines savybes, jo ilgalaikė{0}}saugi darbo temperatūra siekia 770 laipsnių ir gerokai viršija fluoroplastu dengtų šildymo vamzdžių temperatūros ribas. Medžiaga pasižymi išskirtiniu kietumu, atsparumu vibracijai ir atsparumui deformacijai, todėl ji gali prisitaikyti prie sudėtingų darbo sąlygų, įskaitant siurblio -cirkuliuojančio skysčio poveikį ir maišymo svyravimus reakcijos rezervuaruose, nesukeliant trapios lūžimo rizikos kvarco gaminiuose. Be to, pasyvioji plėvelė turi tam tikrą savaiminio-pataisymo galimybę po nedidelio įbrėžimo pažeidimo, o tai dar labiau padidina ilgalaikio-nepertraukiamo veikimo patikimumą.
2. Pertvarkyta keturių rūšių šildymo vamzdžių parametrų palyginimo lentelė
表格
| Šildymo vamzdžio tipas | Chlorido atsparumo korozijai klasė | Maksimali ilgalaikė{0}}darbinė temperatūra | Šarminis vidutinis suderinamumas | Atsparumas mechaniniam smūgiui | Viso gyvavimo ciklo ekonominė našumas |
|---|---|---|---|---|---|
| Gryno titano šildymo vamzdis | Aukščiausios klasės, puikiai tinka jūros vandens ir sūrymo sąlygoms | 770 laipsnių | Prastas, kenčia nuo bendros vienodos korozijos karštame koncentruotame stipriame šarme | Didelis tvirtumas, anti-vibracija ir apsauga nuo{1}}šveitimo | Didelė žaliavų kaina, ribotas vidutinis diapazonas |
| 316 nerūdijantis plienas | Vidutinio laipsnio, linkęs į duobes, esant didelei chlorido koncentracijai | 550 laipsnių | Vidutinis tolerancija silpnai šarminei aplinkai | Stiprus atsparumas dilimui ir atsparumas smūgiams | Mažos pradinės investicijos, trumpas tarnavimo laikas sūraus vandens aplinkoje |
| Kvarcinis šildymo vamzdis | Nėra tikslinės apsaugos nuo chlorido korozijos | 1180 laipsnių | Visiškai negalioja šarminiuose tirpaluose | Itin trapus, lengvai įtrūkęs nuo vibracijos ir susidūrimo | Didelės pakeitimo išlaidos po lūžio, tik statinėms laboratorinėms rūgštinėms reakcijoms |
| PFA kapsulinis vamzdelis | Efektyvus barjero veikimas prieš dangos gedimą | 250 laipsnių | Puikiai prisitaiko prie rūgščių{0}}šarmų kintamų darbo sąlygų | Silpna, lengvai perveriama kietų kietų priemaišų | Vidutinės bendros išlaidos, tik žemos{0}}temperatūrinės sudėtingos kompozicinės korozijos atveju |
3. Būdingi defektai ir griežti taikymo apribojimai
Visų pirma, grynas titanas netoleruoja šarmų. Panardinus į aukštos temperatūros-koncentruotą stiprių šarmų, pavyzdžiui, natrio hidroksido, tirpalą, paviršinė pasyvioji plėvelė nuolat tirps, todėl visa vamzdžio sienelė bus vienoda korozija ir plonėja. Todėl griežtai draudžiama dirbti tokiomis sąlygomis, kai reikia ilgai-mirkyti karštu šarmu ir dažnai keisti rūgštinę ir šarminę terpę.
Be to, titanas negali atsispirti korozinėms terpėms, tokioms kaip didelės -koncentracijos oksiduojanti azoto rūgštis, fluoro -turinčios medžiagos ir sausos chloro dujos, todėl korozija greitai sugenda. Tuo tarpu titano žaliavų rinkos kaina yra daug didesnė nei nerūdijančio plieno, todėl vienkartinės pirkimo išlaidos yra didelės. Ekonomiškai nepatartina naudoti titano vamzdžius įprastomis darbo sąlygomis, kai chlorido kiekis yra mažas ir korozijos intensyvumas yra nedidelis.
4. Inžinerinio pasirinkimo pasiūlymai ir išvados
Kieto gryno titano šildymo vamzdžiai yra optimalus produktas, tinkantis šildymo sistemoms, naudojamoms didelės-chlorido druskos cirkuliacijai, jūros vandens šildymui, galvanizavimo skysčiui ir ne-oksiduojančioms silpnų rūgščių terpėms. Preliminaraus schemos projektavimo etape inžinieriai turi patvirtinti, kad proceso terpėje nėra aukštos temperatūros koncentruotų stiprių šarmų ar fluoro junginių. Aukštos{5}}temperatūriniams šarminiams procesams, žemos-temperatūroms rūgščių-kintamoms rūgštims{7}}ir itin aukštos temperatūros grynos rūgšties gryninimo reakcijoms, kaip alternatyvūs sprendimai gali būti pasirinkti PFA kapsuliuoti šildymo vamzdeliai arba emalio šildymo dalys. Moksliškai suderinus medžiagų charakteristikas su praktinėmis proceso darbo sąlygomis, galima garantuoti ilgalaikį{10}}saugų ir stabilų veikimą
šildymo įrangos ir pagrįstai kontroliuoti bendrą projekto investicijų kainą.
