สำหรับโรงงานดองของเสียการทำให้เป็นกลางด้วยความร้อนโซดาไฟ (10%) ที่ 95 องศา เหตุใดไทเทเนียมเกรด 7 จึงแสดงความต้านทานการแตกร้าวของโซดาไฟที่เหนือกว่าเกรด 2

ในโรงงานดอง สุราดองที่เป็นกรด (HCl และกรดอินทรีย์) จะถูกทำให้เป็นกลางด้วยโซดาไฟ (NaOH 10%) ที่อุณหภูมิสูงถึง 95 องศา โดยปกติแล้ว ไทเทเนียมจะทนต่อสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ แต่เกรด 2 ที่บริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์จะไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากการกัดกร่อน (CSCC) ที่สูงกว่า 80 องศา เกรด 7 (Ti-0.15Pd) มีความต้านทานสูงกว่ามาก บทความนี้จะอธิบายกลไกของการแตกร้าวแบบกัดกร่อน และเหตุใดแพลเลเดียมจึงให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า

ขั้นตอนการแตกร้าวด้วยโซดาไฟ
ไทเทเนียมไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นตามแกรนูลในสารละลายกัดกร่อนเข้มข้นที่ร้อน กลไกนี้ขึ้นอยู่กับการสร้างไททาเนตสายพันธุ์ที่ละลายได้ที่ปลายรอยแตกร้าวภายใต้ความเค้นแรงดึง: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O ฟิล์มแฝงจะถูกละลายทางเคมีโดยไฮดรอกซิลไอออน และรอยแตกจะแพร่กระจายไปตามระนาบสลิป

อุณหภูมิวิกฤตสำหรับ CSCC ในเกรด 2 ใน NaOH 10% อยู่ที่ประมาณ 80-85 องศา ต่ำกว่าอุณหภูมินี้ ไม่มีการแตกร้าวเกิดขึ้น รอยแตกจะเกิดขึ้นในบริเวณที่เกิดแรงดึง (รอยเชื่อม การโค้งงอ การขยายตัวของแผ่นท่อ) ภายใน 100 ถึง 500 ชั่วโมงที่อุณหภูมิสูงกว่า 85 องศา อัตราการขยายพันธุ์อยู่ที่ 0.1-1.0 มิลลิเมตรต่อชั่วโมงเมื่อเริ่มต้น

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 ต้านทาน CSCC เนื่องจากแพลเลเดียมย้ายศักยภาพในการกัดกร่อนไปสู่ศักยภาพที่สูงส่งมากขึ้น ส่งผลให้พลังขับเคลื่อนในการผลิตไททาเนตลดลง แพลเลเดียมยังได้รับจากการสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความเสถียรและทนทานต่อไฮดรอกไซด์มากขึ้น

การเปรียบเทียบการทดสอบ CSCC 1
การทดสอบการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นของชิ้นงานทดสอบโค้งงอ U- (ASTM G30): เกรด 2 และ 7 ใน 10% NaOH ที่ 95 องศา ยืดจนถึง 300 MPa (ผลผลิตโดยประมาณสำหรับเกรด 2):

ชั้น 2 : รอยแตกเริ่มปรากฏภายใน 50-150 ชม. ตัวอย่างเผยให้เห็นรอยแตกตามเกล็ดจำนวนมาก การแตกหักที่สมบูรณ์จะเกิดขึ้นภายใน 200 ถึง 500 ชั่วโมง

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7: ไม่พบรอยแตกหลังจาก 1,000 ชั่วโมง ชิ้นงานยังคงเหนียวและไม่เกิดการแตกร้าวที่พื้นผิว

ความเค้นเกณฑ์สำหรับ CSCC ในเกรด 2 ที่ 95 องศาคือประมาณ 100-150 MPa ซึ่งต่ำกว่าความเค้นตกค้างในรอยเชื่อม (150-250 MPa) ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 มีเกณฑ์เป็นศูนย์ ต้านทานการแตกร้าวแม้ที่ความแข็งแรงของผลผลิต

ความต้านทาน CSCC เทียบกับอุณหภูมิ
อุณหภูมิ ( องศา ) ความต้านทาน CSCC เกรด 2 ความต้านทาน CSCC เกรด 7
80 องศา ไม่แตกร้าว (ต้านทาน) ต้านทานการตกผลึกหลังจาก 500-1,000 ชั่วโมง 85 ​​องศา ต้านทานการแตกร้าว 90 องศา 200-500 ชั่วโมง ต้านทานการแตกร้าว 95 องศา หลังจาก 50-150 ชั่วโมง ต้านทานต้านทานสูงถึง 120 องศา
การแคร็ก 100 องศาหลังจาก 20-50 ชั่วโมง การแคร็กเล็กน้อยหลังจาก 1,000+ ชั่วโมง
เมทริกซ์การประยุกต์ใช้เครื่องทำความร้อนการทำให้เป็นกลางด้วยโซดาไฟ
เงื่อนไขการบริการ NaOH ความเข้มข้น อุณหภูมิเกรดที่แนะนำ อายุการใช้งานที่คาดหวัง (ผนัง 1.65 มม.)
การทำให้เป็นกลางเป็นชุด (ไม่ต่อเนื่อง) 10% 80 องศา เกรด 2 5-8 ปี
การทำให้เป็นกลางอย่างต่อเนื่อง 10 % 85 องศา เกรด 7 10 + ปี
การทำให้เป็นกลางอย่างต่อเนื่อง 10% 95 องศา เกรด 7 10+ ปี
Any service >90°C >10% >90 องศา เกรด 7 ต้องใช้เวลา 10+ ปี
Any service with residual stress from welding Any >85 องศา Gr 7 10+ ปี
ไทเทเนียมเกรด 7 ใช้สำหรับโซดาไฟ 10% ที่ 95 องศาสำหรับความต้องการความร้อนในการทำให้เป็นกลางของเสียในอุตสาหกรรมดอง เนื่องจากมีความต้านทานต่อการแตกร้าวของสารกัดกร่อนได้ดีกว่า ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 จะล้มเหลวที่อุณหภูมินี้ใน 50-150 ชั่วโมง ไม่ว่าผนังจะหนาแค่ไหนก็ตาม บริการที่เชื่อถือได้เกรด 7 - 10+ ปี เมื่อสั่งซื้อโปรดเลือกเกรด 7 พร้อมพื้นผิวดองและรอยเชื่อมที่ผ่อนคลาย สำหรับระบบเกรด 2 ที่มีอยู่ซึ่งทำงานเกิน 85 องศา ให้เปลี่ยนเป็นเกรด 7 ทันทีหรือลดอุณหภูมิลงต่ำกว่า 80 องศา การเพิ่มความหนาของผนังหรือการลดความเค้นจะไม่ป้องกันการแตกร้าว แต่เกรด 2 จะล้มเหลว ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่มากขึ้นสำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 (มากกว่าชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 30-40%) จะได้รับการชดเชยโดยการขจัดความล้มเหลวของการแตกร้าวที่รุนแรงและการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดสำหรับระบบกำจัดของเสียให้เป็นกลาง