ในเตาเผาขยะ เครื่องฟอกแบบเปียกจัดการกับไอกรดไฮโดรคลอริก โลหะผสมไทเทเนียมชนิดใด (Ti-0.15Pd เทียบกับ Ti-0.3Mo-0.8Ni) ให้ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยกได้เหนือกว่า

เครื่องฟอกแบบเปียกของเตาเผาขยะตั้งอยู่ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างก๊าซเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง-และระบบดูดซับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ไอระเหยของกรดไฮโดรคลอริกจากการเผาพลาสติกที่มีคลอรีนและของเสียอื่นๆ จะถูกควบแน่นเป็นเหล้าฟอกขาวที่มี HCl 5-15% ที่ 60-80oC โลหะผสมไททาเนียมมักถูกเลือกใช้สำหรับเครื่องฟอกภายใน เช่น ส่วนหัวสเปรย์ เครื่องกำจัดหมอก และท่อรีฮีตเตอร์ โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดคือการกัดกร่อนตามรอยแยกที่รอยต่อระหว่างท่อถึงแผ่นท่อ ใต้ปะเก็น และใต้คราบของแข็ง มีโลหะผสมไทเทเนียมสองชนิดที่เป็นคู่แข่งสำหรับบริการนี้ ได้แก่ เกรด 7 (Ti-0.15Pd) และเกรด 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) และมีวิธีต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยกที่แตกต่างกัน บทความนี้ประเมินประสิทธิภาพของโลหะผสมในสภาวะเครื่องฟอกกรดไฮโดรคลอริก และพิจารณาว่าโลหะผสมชนิดใดให้การป้องกันจากรอยแยกได้ดีกว่า

กลไกของการกัดกร่อนตามรอยแยกในตัวฟอก HCl
ในรอยแยก ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีช่องว่าง 0.1-0.5 มม. ระหว่างท่อไทเทเนียมกับปะเก็น PTFE หรือระหว่างท่อกับแผ่นท่อแบบม้วน เคมีจะแตกต่างอย่างมากจากของเหลวขัดพื้นแบบเทกอง กระบวนการแคโทดิกจะปล่อยออกซิเจนในรอยแยกอย่างรวดเร็ว ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน ไทเทเนียมจะถูกละลายด้วยวิธีอโนไดซ์ด้วยการก่อตัวของไอออน Ti³⁺ และ Ti⁴⁺ ซึ่งไฮโดรไลซ์เป็น HCl จะช่วยลด pH ของรอยแยกอย่างต่อเนื่อง ในตัวฟอกขนาดใหญ่ที่มี HCl 10% ค่า pH สามารถต่ำกว่า 0 ที่ pH ประมาณ 0.5 การรวมกันของปริมาณคลอไรด์ที่สูง ค่า pH ต่ำ และการเคลื่อนย้ายมวลที่จำกัด ส่งผลให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนของรอยแยกอย่างรวดเร็วเมื่อเริ่มขึ้น

ความต้านทานของโลหะผสมต่อการโจมตีนี้ถูกกำหนดโดยอุณหภูมิรอยแยกวิกฤต (CCT) และศักยภาพของรอยแยกวิกฤต (CCP) CCT คืออุณหภูมิสูงสุดที่สามารถแช่ชุดประกอบรอยแยกมาตรฐาน (ASTM G78) เป็นเวลา 72 ชั่วโมงโดยไม่เกิดรอยแยกที่ชัดเจน CCP คือเกณฑ์ขั้นต่ำที่จะไม่เกิดรอยแยกที่อุณหภูมิและความเข้มข้นของคลอไรด์โดยเฉพาะ

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7: ทู่ที่เสถียรของแพลเลเดียม
ไทเทเนียมเกรด 7 มีแพลเลเดียม 0.12-0.25% ซึ่งเป็นโลหะมีตระกูลซึ่งเป็นแหล่งแคโทดที่ดีเยี่ยมสำหรับการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนและการลดออกซิเจน ในสภาพแวดล้อมที่มีรอยแยกที่มีออกซิเจน- แพลเลเดียมจะเร่งปฏิกิริยารีดักชั่นของไฮโดรเจนไอออน (2H+ + 2e- → H2) ที่มีค่าศักยภาพสูงเกินไปต่ำกว่าไททาเนียมเอง ปฏิกิริยาแคโทดิกนี้จะปรับศักย์ของรอยแยกในทิศทางที่สูง และด้วยเหตุนี้จึงช่วยรักษาฟิล์มแฝงไว้ได้ แม้ภายใต้สภาวะที่ pH ต่ำหรือขาดออกซิเจน

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 มี CCT ใน 10% HCl ที่ 70 องศา C ประมาณ 65 องศา C - กล่าวคือ การโจมตีตามรอยแยกไม่เริ่มต้นต่ำกว่า 65 องศา C ภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน การโจมตีตามรอยแยกอยู่ระหว่าง 100-200 ชั่วโมง ที่ 75 องศา ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 อยู่ที่หรือต่ำกว่า CCT เล็กน้อยสำหรับเครื่องฟอกที่ทำงานที่ 60-70 องศา ซึ่งให้ความปลอดภัยเพียงเล็กน้อยแต่ใช้งานได้

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12: โม-พลัง Ni-ขึ้น
ไทเทเนียมเกรด 12 มีโมลิบดีนัม 0.2-0.4% และนิกเกิล 0.6-0.9% ตรงกันข้ามกับแพลเลเดียมซึ่งเปลี่ยนกระบวนการแคโทดิก โมลิบดีนัมอุดมไปด้วยฟิล์มพาสซีฟในฐานะสายพันธุ์โมลิบเดต (MoO₄²⁻) ที่ขัดขวางการแทรกซึมของคลอไรด์ไอออนและลดอัตราการละลายของขั้วบวก นิกเกิลช่วยเพิ่มความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟในการลดกรดและช่วยให้ฟิล์มมีความคงตัวกลับคืนมาหลังจากความเสียหายทางกลของฟิล์ม การรวมกันนี้ส่งผลให้ฟิล์มพาสซีฟมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ทนทานต่อการแตกหัก แม้จะอยู่ในเคมีที่มีรอยแยกที่รุนแรงก็ตาม

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12 มี CCT ประมาณ 80 องศาใน 10% HCl ที่ 70 องศา ซึ่งสูงกว่าชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 มาก ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12 มีรอยแยกเล็กน้อยหลังจากผ่านไป 500 ชั่วโมงที่ 85 องศา ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดจากการที่การเติมโมลิบดีนัม-นิกเกิลทำให้ความเสถียรภายในของฟิล์มพาสซีฟเพิ่มขึ้น แทนที่จะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหะมีตระกูล ซึ่งสามารถขัดขวางได้เมื่อวิวัฒนาการของไฮโดรเจนเป็นปฏิกิริยาแคโทดิกที่เด่นชัด

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพเครื่องฟอกของเตาเผาขยะ
ข้อมูลจากเครื่องฟอกของเตาเผาขยะที่ทำงานที่อุณหภูมิ 65-70 องศา พร้อมด้วย HCl 8-12% แสดงให้เห็นความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างโลหะผสมทั้งสอง ท่อเกรด 7 ที่ถูกถอดออกหลังจากใช้งานนาน 5 ปี พบว่ามีรอยแยกตื้นๆ (ลึก 0.1-0.3 มม.) ที่ข้อต่อท่อแบบม้วนและใต้ปะเก็น การติดตั้งเกรด 7 บางแห่งมีประสบการณ์การเจาะทะลุผ่านรอยแยกที่ 7-8 ปี ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ท่อเกรด 12 ไม่แสดงรอยแยกที่สำคัญหลังจากผ่านไป 5 ปี และมีเพียงการกัดพื้นผิวเพียงเล็กน้อยเท่านั้น (0.05 มม.) หลังจาก 8-10 ปี

ข้อดีของเกรด 12 นั้นชัดเจนเป็นพิเศษในเครื่องฟอกที่มีปัญหาด้านอุณหภูมิ. 75-80 องศาการสัมผัสเป็นเวลานานทำให้เกิดการโจมตีในรอยแยกเกรด 7 ซึ่งอาจขยายความลึกได้ถึง 0.5 มม. ในเวลาหลายเดือน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12 ไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ ที่อุณหภูมิเหล่านี้

เมทริกซ์การประยุกต์ใช้เครื่องฟอกเตาเผาโลหะผสมไททาเนียม
เครื่องฟอก สภาพการทำงาน ความเข้มข้นของ HCl (ช่วงอุณหภูมิโลหะผสมที่แนะนำ รอยแยกที่คาดการณ์ไว้-
การทำงานต่อเนื่อง อุณหภูมิคงที่ 5-10% 55-65 องศา เกรด 7 5-7 ปี
ทำงานต่อเนื่อง อุณหภูมิสม่ำเสมอ 10-15% 55-65 องศา เกรด 12 8-10 ปี
อุณหภูมิการทำงานที่เปลี่ยนแปลงได้เปลี่ยนแปลงเป็น 75 องศา 5 ถึง 10 % 60 ถึง 75 องศา เกรด 12 6 ถึง 8 ปี
ของเสียที่มีคลอรีนสูงมักทัศนศึกษา10-15% 65-80 องศา เกรด 12 (นาที) 5-7 ปี
บริการใดๆ ก็ตามที่มีตะกอนแข็งหนาใดๆ ตะกอนเกรด 12 ใดๆ จะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดรอยแยก ชอบเกรด 12
โครงสร้างใหม่ อายุการออกแบบ 10 ปี 5-15% 60-70 องศา เกรด 12 10+ ปี
บทสรุปเกี่ยวกับข้อกำหนดเครื่องขัดพื้นเตาเผาขยะ
ในเครื่องฟอกแบบเปียกของเตาเผาขยะ ซึ่งคาดว่าไอของกรดไฮโดรคลอริกจะอยู่ที่ 60-80 องศา ไทเทเนียมเกรด 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) จะดีกว่าเกรด 7 (Ti-0.15Pd) จากมุมมองของความต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยก การยับยั้งขั้วบวกจากการเติมโมลิบดีนัม-นิกเกิลช่วยเพิ่มความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟ และส่งผลให้อุณหภูมิบริเวณรอยแยกวิกฤติวิกฤตสูงกว่าเกรด 7 ประมาณ 15 องศา บริการเครื่องฟอกโดยทั่วไปอยู่ที่ 65-70 องศา พร้อมด้วย HCl 10% ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12 จะให้บริการโดยไม่มีรอยแยกเป็นเวลา 8-10 ปี แต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 จะเริ่มแสดงการโจมตีหลังจากผ่านไป 5-7 ปี เกรด 12: โลหะผสมที่ต้องการสำหรับการติดตั้งใหม่หรือการเปลี่ยนทดแทนที่ต้องการอายุการใช้งาน 10 ปี แต่มีราคาสูงกว่าเล็กน้อย (มากกว่าเกรด 7 ประมาณ 15-20%) เกรด 7 ยังคงเหมาะสำหรับเครื่องฟอกที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า (55-65 องศา) หรือหากต้นทุนเริ่มต้นเป็นข้อจำกัดหลัก แต่ควรระบุเกรด 12 ที่อุณหภูมิเครื่องฟอกมากกว่า 65 องศา หรือในกรณีที่ปริมาณคลอไรด์เกิน 10% เมื่อคุณซื้อ โปรดสอบถามเกี่ยวกับท่อ ASTM B338 เกรด 12 ที่มีพื้นผิวดองและข้อต่อแบบท่อต่อแผ่นท่อแบบเชื่อม (ไม่ม้วน) เพื่อขจัดรอยแยกที่จุดเชื่อมต่อระหว่างท่อกับแผ่นท่อ และช่วยยืดอายุการใช้งาน