เมื่อเครื่องทำความร้อนแบบแช่ไทเทเนียมทำหน้าที่รักษาอุณหภูมิ 90 องศาในถังจุ่มสำหรับการวัลคาไนซ์ยาง (ประกอบด้วยสังกะสีสเตียเรตและซัลเฟอร์) ซัลเฟอร์-การกัดกร่อนที่เกิดจากฟลักซ์ความร้อนสูงจะเปลี่ยนการเลือกความหนาของผนังที่เหมาะสมที่สุดหรือไม่เมื่อเครื่องทำความร้อนแบบแช่ไทเทเนียมทำหน้าที่รักษาอุณหภูมิ 90 องศาในถังจุ่มสำหรับการหลอมโลหะยาง (ประกอบด้วยสังกะสีสเตียเรตและกำมะถัน) ซัลเฟอร์-การกัดกร่อนที่เกิดจากฟลักซ์ความร้อนสูง เปลี่ยนการเลือกความหนาของผนังที่เหมาะสมที่สุดหรือไม่

การแลกเปลี่ยนขั้นพื้นฐาน-ในการออกแบบเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมสำหรับถังวัลคาไนซ์
ถังจุ่มยางวัลคาไนซ์ทำงานที่ 90 องศา โดยมีสูตรของซิงค์สเตียเรต (สารปล่อย) และกำมะถัน (สารวัลคาไนซ์) เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไทเทเนียมช่วยรักษาอุณหภูมิเพื่อการวัลคาไนซ์ที่สม่ำเสมอ อุณหภูมิของพื้นผิวเปลือกไทเทเนียมที่ฟลักซ์ความร้อนสูง (ปกติ 2.5–3.5 W/cm^2) อยู่ที่ 100–120 องศา ที่อุณหภูมิเหล่านี้ ซัลเฟอร์จะทำปฏิกิริยากับไทเทเนียมเพื่อสร้างไทเทเนียมซัลไฟด์ (TiS2) แทนที่จะเป็นชั้นป้องกันไทเทเนียมไดออกไซด์ ไทเทเนียมซัลไฟด์ไม่-เป็นพาสซีฟ มีรูพรุน และเป็นสื่อไฟฟ้า สิ่งนี้จะเปลี่ยนกลไกการกัดกร่อนจากแบบพาสซีฟ (เล็กน้อย) ไปเป็นแบบแอคทีฟ (การโจมตีแบบสม่ำเสมอหรือแบบกำหนดเป้าหมาย) ต้องเลือกความหนาของผนังเพื่อชดเชยการกัดกร่อนของกำมะถันซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นที่ฟลักซ์ความร้อนหรืออุณหภูมิที่ต่ำกว่า การตรวจสอบจะประเมินว่าการกัดกร่อนของซัลเฟอร์เปลี่ยนแปลงความหนาของผนังที่เหมาะสมที่สุดหรือไม่ เมื่อเปรียบเทียบกับบริการคลอไรด์หรือกรดปกติ

ผลต่อความสมบูรณ์ทางกล: การเติบโตของไทเทเนียมซัลไฟด์
The reaction of titanium with sulfur at high temperatures is Ti + S2 ->TiS2. ปฏิกิริยานี้มีความสำคัญทางจลนศาสตร์ที่สูงกว่า 100 องศา อัตราการสร้างซัลไฟด์มีน้อย (<0.01 mm/year) with a titanium heater at 1.5 W/cm2 (surface temperature ≈ 95°C). At 2.5 Wcm-2 (surface temperature of ~115°C) the rate is 0.10-0.20 mm per year. At 3.5 W/cm2 (surface temperature ~ 135 degrees C) the rate is 0.5-1.0 mm/yr. The titanium sulphide layer does not shield the underlying metal. It is porous and spalls off exposing new titanium to additional reaction. This is a consistent thinning type corrosion, not a pitting.

ถังหลอมโลหะยางมักจะมีกำมะถัน 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก สังกะสีสเตียเรตถูกใช้เป็นสารปลดปล่อย สังกะสีสเตียเรตไม่มีผลโดยตรงต่อการกัดกร่อน แต่อาจดักจับกำมะถันกับพื้นผิวเครื่องทำความร้อน และเพิ่มความเข้มข้นในท้องถิ่น ข้อมูลภาคสนามจากเส้นจุ่มยางระบุว่าเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมที่มีผนัง 1.2 มม. ที่ทำงานที่ 2.5 W/cm2 มีอัตราการทำให้ผอมบาง 0.15 มม./ปี ซึ่งเท่ากับอายุการใช้งาน 8 ปี ที่ 3.5 วัตต์/ซม.² ความหนาของผนังลดลงที่ 0.8 มม./ปี ซึ่งมีอายุเพียง 1.5 ปี

ตัวแปรควบคุม: ฟลักซ์ความร้อนและผลกระทบต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อน
อัตราการกัดกร่อนของซัลเฟอร์มีความสัมพันธ์แบบเอกซ์โปเนนเชียลกับอุณหภูมิพื้นผิว ซึ่งเป็นฟังก์ชันของความหนาของผนังและฟลักซ์ความร้อน สำหรับอุณหภูมิรวมที่กำหนด (90 องศา ) และค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อน (h พรีเมี่ยม 800 วัตต์/เมตร2 K ในถังปั่นป่วน) อุณหภูมิพื้นผิวคือ T_surface=90 + q/h + ΔT_cond ΔT_cond=qxt / k_Ti ผนัง 1.2 มม. ที่ 2.5 วัตต์/ซม.² ให้ผล T_พื้นผิว bai 90 + 31.3 + 1.8=123 องศา ผนัง . 1.5 มม. ให้ค่า 90+31.3+2.2=123.5 องศา ความแตกต่างน้อยที่สุด สำหรับความหนาทั้งสอง ที่ 3.5 วัตต์/ซม. 2 พื้นผิว T data 90 + 43.8 + (2.5–3.0)=136–137 องศา การลดลงของการพาความร้อนมีอิทธิพลเหนือกว่าและอิทธิพลของความหนาของผนังต่ออุณหภูมิพื้นผิวมีน้อย ดังนั้นการลดความหนาของผนังจึงไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการลดอัตราการกัดกร่อนของซัลเฟอร์

แลกเปลี่ยน-การสังเคราะห์: ความหนาของผนังที่เหมาะสมและฟลักซ์ความร้อน
ฟลักซ์ความร้อน (W/cm2) อุณหภูมิพื้นผิว ( องศา ) อัตราการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ (มม./ปี) ความหนาของผนังสำหรับอายุการใช้งาน 5 ปี (มม.) ความหนาของผนังที่เหมาะสมที่สุด
1.5 W/cm² 95 องศา 0.01 0.5 มม. 1.0 มม. (ขั้นต่ำเชิงกล)
2.0 W/cm² 110 องศา 0.08 0.9 มม. 1.2 มม. 2.5 W/cm² 123 องศา 0.15 1.3 มม. 1.5 มม. 3.0 W/cm² 130 องศา 0.30 2.0 มม. 2.0 มม. 3.5 W/cm² 136 องศา 0.70 4.0 มม. ไม่แนะนำ (ขั้นตอนการออกแบบใหม่)
เมื่อฟลักซ์ความร้อนเพิ่มขึ้น ความหนาของผนังที่จำเป็นสำหรับอายุการใช้งาน 5 ปีก็จะเพิ่มขึ้นตามลำดับ ความหนาของผนังในอุดมคติจะเปลี่ยนจาก 1.0 มม. (ฟลักซ์ต่ำ) เป็น 1.5-2.0 มม. (ฟลักซ์สูง) การกัดกร่อนของซัลเฟอร์ทำให้ผอมบางสม่ำเสมอ ความหนาของผนังจะให้ค่าเผื่อการกัดกร่อนเป็นเส้นตรงซึ่งต่างจากการเจาะบ่อคลอไรด์ที่ผนังขนาดใหญ่กว่ามีผลตอบแทนลดลง

วิศวกรรมนอกกำแพง: การเคลือบผิวและการลดฟลักซ์ความร้อน
วิธีลดการกัดกร่อนของซัลเฟอร์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการลดฟลักซ์ความร้อน ไม่ใช่เพิ่มความหนาของผนัง การใช้งานที่ 2.0 วัตต์/ซม.² แทน 2.5 วัตต์/ซม.² สามารถลดความหนาของผนังที่ต้องการจาก 1.5 มม. เหลือ 1.2 มม. พร้อมทั้งยืดอายุเครื่องทำความร้อน นี่หมายถึงพื้นที่ผิวทำความร้อนที่ใหญ่ขึ้น (ท่อที่ยาวขึ้นหรือท่อที่มากขึ้น) แต่การแลกเปลี่ยนก็คุ้มค่า อีกทางหนึ่ง ชั้นนิกเกิล-ฟอสฟอรัส (ENP) ที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า (2–5 µm) บาง (2–5 µm) บนปลอกไทเทเนียมจะป้องกันไม่ให้กำมะถันสัมผัสกับไทเทเนียม ENP ทนต่อการโจมตีของกำมะถันได้สูงถึง 150 องศา ผนังไทเทเนียม 1.0 มม. พร้อมการเคลือบ ENP จะมีอายุการใช้งาน 10+ ปีที่ 3.5 W/cm2

สรุป: การขึ้นอยู่กับความหนาของผนังต่อฟลักซ์ความร้อนในการทำงานกับซัลเฟอร์
เครื่องทำความร้อนแบบจุ่มไทเทเนียมใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิ 90 องศาในถังจุ่มยางวัลคาไนซ์ที่มีสังกะสีสเตียเรตและกำมะถัน และการเลือกความหนาของผนังที่ดีที่สุดจะถูกแก้ไขโดยการกัดกร่อนที่เกิดจากกำมะถัน- ผนังมาตรฐาน 1.0–1.2 มม. ที่ฟลักซ์ความร้อนต่ำ (<=2.0 W/cm2) is enough. At high heat flux (2.5-3.0 W/cm 2 ) the sulfur corrosion rate increases to 0.15-0.30 mm/year needing 1.5-2.0 mm wall for 5-year life. When the power density is above 3.0 W/cm², wall thickness required is > 2.5 mm and a process redesign (reduced heat flux or coated sheath) is recommended. The optimum thickness of a wall for a certain application is decided by the needed heat flux and not by a standard thickness. For rubber vulcanization service, state to the heater manufacturer the expected heat flux (W/cm2) or surface temperature. Using this data, wall thickness can be computed as t = corrosion rate x desired life, with the corrosion rate being obtained using sulfur-temperature kinetics. Generally, a 1.5 mm titanium wall gives a strong 5-8 year service life for most rubber dipping tanks working at 2.0-2.5 W/cm2.