ใน-คลอไรด์อุณหภูมิสูง-ที่ประกอบด้วยระบบแปรรูปทางเคมี องค์ประกอบของโลหะผสมของท่อทำความร้อนไทเทเนียมจะปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการเสื่อมสภาพของโครงสร้างได้อย่างไร

ไอออนคลอไรด์มีอยู่ในระบบแปรรูปทางเคมีที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตปิโตรเคมี การบำบัดน้ำเกลือทางอุตสาหกรรม การบำบัดน้ำทะเลล่วงหน้า และการสังเคราะห์สารเคมีชนิดพิเศษ วัสดุโลหะหลายชนิดไวต่อการกัดกร่อนเฉพาะจุดในสภาวะคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูงขึ้น

ท่อทำความร้อนไทเทเนียมมักจะถูกเลือกใช้เนื่องจากมีความต้านทานสูงต่อการกัดกร่อนทั่วไปและประสิทธิภาพที่มั่นคงของไทเทเนียมในสภาวะที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบของโลหะผสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนแบบรอยแยก และการเสื่อมสภาพทางกลภายใต้การสัมผัสคลอไรด์

ผลของธาตุผสมต่อความต้านทานการกัดกร่อน
ไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีมากเนื่องจากการก่อตัวของชั้นพาสซีฟออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ความเสถียรของชั้นออกไซด์นี้มีความสำคัญในสภาวะอุณหภูมิสูงที่มีคลอไรด์

ส่วนผสมผสมเล็กน้อยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ:

การเสริมความแข็งแรงของฟิล์มออกไซด์แบบพาสซีฟ

การปรับปรุงความยืดหยุ่นต่อการแยกย่อยเฉพาะที่

เพิ่มความแข็งแรงทางกลที่ความเครียดจากความร้อน

เกรดไทเทเนียมทั่วไปสำหรับการทำความร้อนคือเกรด 1, เกรด 2 และสูงกว่า-โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานการกัดกร่อนได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของปริมาณออกซิเจน เหล็ก และธาตุอื่นๆ

การปรับองค์ประกอบของโลหะผสมทำให้ชั้นออกไซด์ป้องกันมีความเสถียรและยังอยู่ในการโจมตีด้วยคลอไรด์ที่รุนแรงอีกด้วย

ความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูเข็มในสารละลายคลอไรด์
การกัดกร่อนแบบรูเข็มคือการทำลายเฉพาะจุดของฟิล์มพาสซีฟออกไซด์ ซึ่งจะทำให้โลหะที่อยู่ด้านล่างสัมผัสกับไอออนที่เป็นอันตราย ไอออนของคลอไรด์จะเข้าสู่จุดอ่อนในชั้นออกไซด์และทำให้เกิดหลุมกัดกร่อนเล็กน้อย

องค์ประกอบของโลหะผสมมีอิทธิพลต่อความต้านทานแบบรูพรุนผ่าน:

เพิ่มความหนาแน่นของฟิล์มออกไซด์

การลดจุดอ่อนที่เกิดจากสิ่งเจือปน{0}}

เพิ่มอัตราการงอกใหม่ของชั้นพาสซีฟ

ไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าพร้อมการควบคุมการเติมองค์ประกอบอัลลอยด์มักจะแสดงความต้านทานต่อการเกิดรูพรุนจากคลอไรด์เพิ่มขึ้น การผลิตออกไซด์ที่เสถียรช่วยลดความน่าจะเป็นของการเริ่มต้นในหลุมและทำให้อัตราการแพร่กระจายช้าลง

คุณภาพของโลหะผสมในระบบคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการหลีกเลี่ยงการพังทลายของโครงสร้างเฉพาะที่

ผลของออกซิเจนและเหล็กต่อความต้านแรงดึง
โลหะผสมไทเทเนียมมักจะมีสัดส่วนของออกซิเจนและเหล็กที่ควบคุมเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเสียรูปโดย:

ความเครียดการขยายตัว

การแกว่งของแรงดันของเหลว

การสั่นสะเทือนทางกล

อย่างไรก็ตาม ระดับสิ่งสกปรกที่สูงขึ้นอาจทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง

วิศวกรต้องสร้างสมดุล:

3.1 การเสริมความแข็งแกร่งด้วยการผสม

รักษาเสถียรภาพการกัดกร่อน

สูตรที่ได้รับการปรับปรุงให้ความทนทานเชิงกลที่เหมาะสม และรักษาความเข้ากันได้ทางเคมีกับสภาวะที่มีคลอไรด์-เข้มข้น

ประสิทธิภาพการทำงานที่สภาวะอุณหภูมิสูง
อุณหภูมิมีผลเร่งอย่างมากต่อกระบวนการทางเคมีในระบบที่มีคลอไรด์ ที่อุณหภูมิสูงขึ้น:

เพิ่มอัตราปฏิกิริยาการกัดกร่อน

ความคงตัวของฟิล์มออกไซด์อาจลดลง

การขยายตัวเนื่องจากความร้อนทำให้เกิดความเครียดทางกลมากขึ้น

ได้รับการพิสูจน์ความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟของโลหะผสมไทเทเนียมพร้อมการควบคุมองค์ประกอบที่เหมาะสมแม้ในอุณหภูมิสูง การควบคุมโลหะผสมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนภายใต้สภาวะการหมุนเวียนความร้อน และรับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างในระหว่างรอบการทำงานที่ยาวนาน

การเลือกใช้วัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบที่ทำงานเกิน 100 องศา ซึ่งคลอไรด์จะรุนแรงมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยก
การกัดกร่อนตามรอยแยกมักเกิดขึ้นที่ช่องว่างที่แน่นมาก เช่น จุดยึด พื้นที่ปิดผนึก หรือโซนเชื่อมต่อระหว่างท่อทำความร้อนไทเทเนียมและโครงสร้างรองรับ

องค์ประกอบของโลหะผสมเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนของรอยแยกโดย:

เสริมสร้างชั้นพาสซีฟในบริเวณที่ขาดออกซิเจน

การปรับปรุงความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่จำกัด

โลหะผสมไทเทเนียมคุณภาพสูงกว่ามีความทนทานต่อการแตกหักเฉพาะจุดได้ดีกว่า แม้ว่าจะมีปริมาณออกซิเจนจำกัดก็ตาม นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับส่วนประกอบเครื่องทำความร้อนที่วางไว้ภายในเครื่องปฏิกรณ์เคมีที่มีความหนาหรือถังแปรรูปที่มีความหนาแน่นสูง

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบของโลหะผสมและสภาพพื้นผิว
องค์ประกอบของโลหะผสมเป็นตัวกำหนดความต้านทานการกัดกร่อนที่แท้จริง ในขณะที่สภาพพื้นผิวส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานในระยะยาว-

โลหะผสมที่มีความเสถียรและการตกแต่งพื้นผิวที่ถูกต้อง:

เพิ่มการยึดเกาะของฟิล์มออกไซด์

ลดความไม่สมบูรณ์ของพื้นผิว

การลดการเกิดรอยแตกร้าวแบบไมโคร-

คุณภาพพื้นผิวที่ได้รับการปรับปรุงจะป้องกันไม่ให้ไอออนคลอไรด์เข้าสู่จุดอ่อนของโครงสร้าง และปรับปรุงลักษณะการป้องกันของโลหะผสม

ความทนทาน-โดยรวมคือการผสมผสานระหว่างองค์ประกอบของวัสดุและวิศวกรรมพื้นผิว

เกรดโลหะผสมไทเทเนียมทั่วไปสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์
โดยปกติแล้วเกรดไทเทเนียมจะถูกเลือกสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมโดยพิจารณาจากข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่งและความรุนแรงของสารเคมี

การใช้งานที่แนะนำคุณสมบัติของโลหะผสมเกรดไทเทเนียม
เกรด 1 มีความบริสุทธิ์สูง ทนต่อการกัดกร่อนสูง สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์รุนแรงมาก
เกรด 2 แข็งแรง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ระบบเคมีมาตรฐาน
เกรด 7 (Pd- ปรับปรุงแล้ว) ความต้านทานต่อกรดรีดิวซ์สูงขึ้น สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง
เกรด 12 ความแข็งแรงสูงกว่าพร้อมความต้านทานการกัดกร่อนปานกลาง ระบบโหลดทางกลสูง
การเลือกขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเข้มข้นของคลอไรด์ และระดับความเค้นเชิงกล

ความน่าเชื่อถือในระยะยาวและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง
ระบบการประมวลผลที่มีคลอไรด์ต่อเนื่องพร้อมท่อความร้อนจะทำงานเป็นระยะเวลานานภายใต้การสัมผัสสารเคมีอย่างต่อเนื่อง

องค์ประกอบของโลหะที่ได้รับการปรับปรุงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือโดย:

ลดอันตรายจากการกัดกร่อนในท้องถิ่น

ลดการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง

ความแข็งแรงทางกลในระยะยาว-

การลดความล้มเหลวที่ไม่ได้วางแผนไว้

ความน่าเชื่อถือนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งการสูญเสียผลผลิตอาจนำไปสู่การสูญเสียเวลาหยุดทำงานอย่างมาก

การประสานงานกับความหนาแน่นของกำลังและความหนาของผนัง
องค์ประกอบของโลหะผสมไม่ใช่สิ่งที่มีอยู่อย่างโดดเดี่ยว จะต้องพิจารณาร่วมกับ:

ความหนาของผนัง

ความหนาแน่นของพลังงาน

ความเร็วของไหล

ตำแหน่งในการติดตั้ง

แม้ว่าโลหะที่มีความแข็งแกร่งมากกว่าอาจทนทานต่อความเค้นเชิงกลที่ค่อนข้างสูง แต่ความหนาแน่นของพลังงานที่มากเกินไปยังคงสามารถเพิ่มการกัดกร่อนได้หากอุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้นมาก

ระบบได้รับการออกแบบให้มีความสมดุล โดยที่ประสิทธิภาพของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้นสูงสุดโดยไม่ละเมิดข้อจำกัดด้านความร้อนที่ปลอดภัย

บทสรุป.
ส่วนประกอบโลหะผสมของท่อทำความร้อนไทเทเนียมเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการเสื่อมสภาพของโครงสร้างในระบบแปรรูปทางเคมีที่มีคลอไรด์อุณหภูมิสูง การผสมแบบควบคุมจะเพิ่มความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟ ความแข็งแรงทางกล และความทนทานต่อสารเคมีในระยะยาว-

อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้เกรดไทเทเนียมที่เหมาะสมและสัมพันธ์กับอุณหภูมิในการทำงานและสภาวะความเข้มข้นของคลอไรด์ วิศวกรจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในสถานการณ์ที่ยากลำบาก องค์ประกอบของวัสดุที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพในที่สุดช่วยให้สามารถดำเนินการทำความร้อนได้อย่างมั่นคงและมีอายุการใช้งานยาวนานสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง