เมื่อใช้ท่อความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมเพื่ออุ่นอากาศชื้นที่ควบแน่นซึ่งมีกรดซัลฟิวริกปริมาณมาก การรักษาพื้นผิวแบบใดที่จะยืดอายุการใช้งานได้นานกว่า 3 ปี

การแลกเปลี่ยนขั้นพื้นฐาน-ในการออกแบบฮีตเตอร์ไทเทเนียมสำหรับบริการขัดพื้น FGD
สารละลายหมุนเวียนที่ประกอบด้วยแคลเซียมซัลไฟต์ เถ้าลอย และคลอไรด์เข้มข้นจากถ่านหินที่ป้อนเข้าไป ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมเครื่องฟอกซัลเฟอร์ไรเซชันของก๊าซไอเสีย (FGD) ที่อุณหภูมิระหว่าง 60 ถึง 80 องศา เครื่องฟอก FGD มักจะมีความเข้มข้นของคลอไรด์ในช่วง 20,000 ถึง 50,000 ppm สิ่งนี้ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนของรอยแยกที่รุนแรงมากที่จุดเชื่อมต่อที่มีปะเก็นซึ่งท่อความร้อนไทเทเนียมเจาะผนังเครื่องฟอกหรือได้รับการสนับสนุนจากฉากยึด โดยทั่วไปวิศวกรจะสันนิษฐานว่าปลอกไทเทเนียมที่หนากว่าจะช่วยป้องกันการกัดกร่อนของรอยแยกได้เทียบเท่ากัน แต่ความล้มเหลวในสนามก็บอกเล่าเรื่องราวที่ตรงกันข้าม ท่อผนังขนาด 2.0 มม. จำนวนมากจะแตกที่รอยแยกของปะเก็นภายใน 18 เดือน ในขณะที่ท่อขนาด 1.2 มม. ที่มีการออกแบบที่ดีจะมีอายุการใช้งานนานกว่า 5 ปี สาเหตุนี้สามารถอธิบายได้ด้วยกลไกพื้นฐานของการกัดกร่อนตามรอยแยก รูปทรงเรขาคณิต การแพร่กระจายของออกซิเจน และความสามารถในการรักษาการเคลือบแบบพาสซีฟที่เสถียร ลักษณะที่ความหนาของผนังไม่ได้รับการปรับปรุงทันทีและอาจแย่ลงด้วยซ้ำ

ผลต่อความสมบูรณ์ทางกล: กลไกการกัดกร่อนของรอยแยก
Chlorides generate crevice corrosion which happens when oxygen transport into the crevice interior is hindered by a small gap (often 0.1 to 0.5 mm) between the titanium sheath and a gasket or support bracket. The crevice oxygen concentration lowers quickly and the outer surface stays well oxygenated. This difference in aeration cell causes active corrosion of the interior. This lowers the pH from neutral to 2-3 by hydrolysis of titanium chloride. The wall thickness is not the crucial characteristic for the gap geometry which controls the beginning of crevice corrosion. A broader gap (>0.5 มม.) ช่วยให้ออกซิเจนไหลเข้าสู่ไทเทเนียมได้อย่างเพียงพอ ในขณะที่ช่องว่างแคบลง (<0.05 mm) completely precludes oxygen and results in fast attack. The thickness of the titanium tube wall does not influence the oxygen diffusion pathway in the fissure, only the size of the crevice matter. In reality, a thicker wall usually requires bigger and stiffer gaskets to maintain a seal, which might lead to narrower and more occluded gaps. Finite element modeling of the crevice geometry indicates that a 2.0 mm Ti tube produces a 30% narrower crevice width than a 1.2 mm tube for a given gasket compression force because of the reduced deformation of the thicker material under clamping pressure that closes the microscopic gaps through which some oxygen can ingress.

อิทธิพลต่ออุณหภูมิประสิทธิภาพเชิงความร้อนในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยา
จลนศาสตร์ของการกัดกร่อนตามรอยแยกได้รับการปรับปรุงโดยตรงโดยการไล่ระดับความร้อนผ่านปลอกไทเทเนียม สำหรับความหนาแน่นของพลังงานที่เท่ากัน อุณหภูมิพื้นผิวด้านนอกจะสูงขึ้นสำหรับผนังที่หนากว่า เนื่องจากมีความต้านทานการนำไฟฟ้าสูงกว่า ตัวอย่างเช่น ผนัง 2.0 มม. ที่ 3 W/cm2, สารละลายเครื่องฟอก 80 องศา จะมีอุณหภูมิพื้นผิวด้านนอกประมาณ 102 องศา ในขณะที่ผนัง 1.2 มม. ในสารละลายเดียวกันจะมีอุณหภูมิพื้นผิวภายนอกประมาณ 93 องศา อัตราการกัดกร่อนตามรอยแยกเป็นไปตามความสัมพันธ์ของอาร์เรเนียส ซึ่งจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 9 องศา ดังนั้นกำแพงที่หนากว่าซึ่งมีความร้อนมากกว่าสามารถทะลุผ่านได้เร็วกว่าถึงแม้จะมีวัสดุที่จะเผาไหม้ได้มากกว่าก็ตาม ข้อมูลการทดลองจากเครื่องจำลองเครื่องฟอก FGD (50,000 ppm Cl⁻, pH 4.5, มวล 80 องศา) บ่งชี้ว่าท่อไทเทเนียม 1.2 มม. ที่มีช่องว่าง-ช่องว่างรอยแยกที่ออกแบบมาอย่างดีขนาด 0.25 มม. สามารถคงอยู่ได้ 6 ปี ในขณะที่ท่อ 2.0 มม. ที่มีรอยแยกแน่น 0.08 มม. ที่ปะเก็นเดียวกันจะล้มเหลวโดยการเจาะใน 14 เดือน-ผนังที่หนาขึ้นพังเร็วขึ้นเกือบห้าเท่า

แลกเปลี่ยน-การสังเคราะห์: คู่มือการออกแบบสำหรับการควบคุมรอยแยกของปะเก็น
เมทริกซ์ต่อไปนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยในการเลือกความหนาของผนังท่อไทเทเนียมและการออกแบบปะเก็นสำหรับเครื่องทำความร้อนขัดพื้น FGD และอิงตามข้อมูลภาคสนามจากโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ดำเนินการอยู่มากกว่า 50 แห่ง-

ประเภทของปะเก็นและรูปทรงรอยแยกที่แนะนำ ความหนาของผนังไทเทเนียมที่แนะนำ พื้นฐานทางวิศวกรรมหลักของการกัดกร่อนตามรอยแยก
ปะเก็นเปลือก PTFE พร้อมแกนอีลาสโตเมอร์ (ความกว้างของรอยแยก 0.3-0.5 มม. บีบอัดได้)1.2 มม. – 1.5 มม. 6 – 8 ปีรอยแยกกว้างช่วยให้ออกซิเจนเข้าไปเพื่อกรองไทเทเนียมกลับคืนมา ผนังที่บางกว่าจะเย็นกว่าเพื่อลดจลนพลศาสตร์การกัดกร่อน
ปะเก็น PTFE แบบแบน ความกว้างของรอยแยก 0.1 ถึง 0.2 มม. ไม่-บีบอัดได้ 1.5 มม. – 1.8 มม. 3 – 4 ปี รอยแยกแน่นเล็กน้อย ทำให้ออกซิเจนเข้าได้น้อย ผนังที่หนาขึ้นจะเพิ่มค่าเผื่อการกัดกร่อน แต่ความเร็วพื้นผิวที่ร้อนจะโจมตี บริการที่ยอมรับได้ในระดับปานกลาง
ปะเก็นไฟเบอร์อัดเสริมแรงโลหะ- (ความกว้างของรอยแยก<0,1 mm)Not recommended (any thickness) < 18 months Too tight for oxygen penetration. Thicker walls break faster owing to higher temperature Increase thickness of wall, change gasket design.
ข้อต่อท่อ เชื่อมหรือบานออก (ไม่มีปะเก็น ไม่มีรอยแยก)1.0 มม. 1.2 มม. > 10 ปีวิธีเดียวที่จะแก้ปัญหาได้อย่างสมบูรณ์คือการถอดรอยแยกออก ผนังต้องหนาพอที่จะรับแรงกดดันได้
วิศวกรรมนอกกำแพง: การกำจัดรอยแยกเป็นกลยุทธ์หลัก
สำหรับเครื่องทำความร้อนเครื่องขัดพื้น FGD วิธีที่ดีที่สุดในการหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของรอยแยกที่เกิดจากคลอไรด์-คือการกำจัดรอยแยก ไม่ใช่เพิ่มความหนาของผนัง โดยการเชื่อมท่อไทเทเนียมเข้ากับหน้าแปลนโครงไทเทเนียมโดยตรง หรือการแฟลร์ปลายท่อเพื่อให้ซีลโลหะ - ถึง - โดยไม่มีปะเก็น เซลล์ความเข้มข้นของออกซิเจนที่ส่งเสริมการกัดกร่อนจะถูกกำจัด ในการใช้งานติดตั้งเพิ่มเติมซึ่งไม่สามารถทำการเชื่อมได้ การประนีประนอมที่เหมาะสมที่สุดคือการออกแบบช่องว่างกว้างพร้อมปะเก็น PTFE แบบหล่อโดยมีระยะห่าง 0.4-0.5 มม. ตามตั้งใจพร้อมกับผนังไทเทเนียม 1.2 มม. การประเมินแรงอัดของปะเก็นเป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากการขันหน้าแปลนแน่นเกินไปจะช่วยลดความกว้างของรอยแยก และทำให้เกิดการโจมตีอย่างรวดเร็ว โดยไม่คำนึงถึงความหนาของผนัง

สรุป: การกัดกร่อนตามรอยแยก: ไม่มีความปลอดภัยเนื่องจากความหนา
สำหรับเครื่องทำความร้อนขัดพื้น FGD ที่มีท่อไทเทเนียม ผนังที่หนากว่าไม่ได้ให้การป้องกันการกัดกร่อนรอยแยกที่ขับเคลื่อนด้วยคลอไรด์ที่ปะเก็นได้ดีกว่าเสมอไป ปัจจัยหลักคือรูปร่าง (ความกว้างและการเข้าถึงออกซิเจน) ของรอยแยกและอุณหภูมิพื้นผิว ผนังหนา (2.0 มม.) และปะเก็นที่แน่นหนาทำให้เกิดรอยแยกแคบและได้รับความร้อน ซึ่งเร่งการกัดกร่อนจนถึงจุดที่วัสดุพิเศษถูกใช้เร็วกว่าผนังบางในช่องว่างที่สร้างขึ้นอย่างดี การออกแบบที่ดีที่สุดคือปลอกไทเทเนียม 1.2–1.5 มม. และปะเก็นแบบอัดได้ ซึ่งรักษาความกว้างของรอยแยกไว้ที่ 0.3–0.5 มม. หรือในทางที่ดีจะเป็นรอยต่อที่เชื่อมเพื่อขจัดรอยแยก เมื่อสั่งซื้อเครื่องทำความร้อนขัดพื้น FGD ข้อมูลที่สำคัญที่สุดที่จะนำเสนอคือความเข้มข้นของคลอไรด์โดยประมาณ (ppm) รวมถึงประเภทของปะเก็นและข้อกำหนดการบีบอัด ไม่ใช่ผนังหนาเป็นเกราะป้องกัน