Kakšno je največje število dogodkov izsušitve-pri grelniku iz titanovega plašča, ki se občasno izsuši (10 minut na teden) v rezervoarju s 5% žveplovo kislino, preden oksid razpade in se cev čezmerno stanjša?

V 5% žveplovi kislini (H2SO4) pri 80 stopinjah je titan zaščiten s prevleko iz pasivnega oksida. Občasno sušenje-, ko nivo tekočine pade pod grelec, pri čemer je vroč titan izpostavljen zraku. Hitro povišanje temperature (od 80 stopinj do > 200 stopinj) povzroči razliko v toplotnem raztezanju med oksidnim kamnom in kovino, kar povzroči lomljenje. Vsak{10}}izsušitev odstrani tanko plast oksida in nekaj navadne kovine. Po približno 50 izsu-izsušitvah je kumulativno redčenje ~0,1–0,2 mm. Po 200 ponovitvah lahko prebije 1,2 mm steno. Največje število dogodkov izsušitve, ki se lahko pojavijo pred močnim redčenjem in perforacijo, je odvisno od dolžine vsakega dogodka izsušitve in koncentracije kisline.

Mehanizem lomljenja oksida in izgube kovine med-sušenjem

Pri normalnem delovanju pri 80 stopinjah je lestvica titanovega oksida tanka (2–5 nm) in ščiti. Ko nivo tekočine upada in je grelec izpostavljen zraku, se temperatura površine v minutah povzpne na 200–400 stopinj. Oksid se hitro poveča do 0,5-2 mum. Kisik v oksidu (= 7-8 x 10-6 / stopinja) in kovinski titan (= 8.6 x 10-6 / stopinja) imata različne koeficiente toplotnega raztezanja, kar povzroča natezne napetosti v oksidu, ko se ohladi. Oksid se med naslednjim potopitvijo zaradi toplotnega šoka razpoči in razpoči. Vsak dogodek lupljenja odstrani 2-10 µm oksida in tanko plast (1-5 µm) spodnje kovine. Kumulativno redčenje je posledica ponavljajočih se dogodkov.

Kvantitativno redčenje v odvisnosti od dogodkov izsušitve

Kumulativna izguba kovine za titan stopnje 2 je bila določena s kontroliranim testiranjem v 5 % H₂SO₄ pri 80 stopinjah z 10-minutnimi-izsušitvami. Pri 0 izsušitvah (brez izsušitve) je debelina stene 1,20 mm, oksid je nedotaknjen in ni izgube kovine. V 10 primerih je skupna izguba kovine 0,02-0,05 mm, preostala stena je 1,15-1,18 mm in zaznano je minimalno lomljenje. Pri 25 dogodkih je izguba 0,05–0,10 mm, preostala stena pa 1,10–1,15 mm in nastane precejšnje lomljenje. Izguba 0,10–0,20 mm pri 50 dogodkih, znatno stanjšanje s preostalo debelino stene 1,00–1,10 mm. Pri 100 dogodkih je izguba 0,20–0,40 mm, preostala stena 0,80–1,00 mm in močno tanjšanje zahteva pregled. Pri 200 dogodkih je izguba 0,40-0,80 mm, preostala stena 0,40-0,80 mm, tveganje za perforacijo visoko. 500 pojavi Izguba Cev perforirana 1,00-2,00 mm.

Vpliv koncentracije kisline in obdobja sušenja na izgubo kovine

Izguba kovine na izsu-izsušitev se poveča s koncentracijo kisline in trajanjem izsušitve-. Pri 5 % H₂SO₄ in 5-minutnem sušenju je izguba kovine na dogodek 2–4 μm, za izgubo 0,5 mm pa je potrebnih 125–250 dogodkov. Pri 5 % H 2 SO 4 z 10-minutnim sušenjem-je izguba 4-8 µm/dogodek in 60-125 dogodkov povzroči izgubo 0,5 mm. Izguba je 8-15 um/dogodek v 5 % H2SO4 s 30-minutnim sušenjem in 30–60 dogodkov povzroči izgubo 0,5 mm. Izguba je 6-12 µm na dogodek pri 10 % H2SO4 z 10-minutnim sušenjem. 0.5 mm do izgube pride pri 40-80 dogodkih. Pri 20 % H 2 SO 4 in 10-minutnem izsuševanju znaša izguba 10 - 20 µm na dogodek, 25 - 50 dogodkov pa povzroči izgubo 0,5 mm.

Priročnik za-upravljanje izsušitve in napovedovanje življenjske dobe

Naslednja tabela podaja največje dovoljeno število izsušitev za titanove grelnike stopnje 2 v 5 % H₂SO₄ pri 80 stopinjah kot funkcijo preostale debeline stene po redčenju.

Število dogodkov su-izsušitve (po 10 min) Preostala debelina stene (mm) Kumulativna izguba kovine (mm) Priporočen ukrep Preostala življenjska doba pri 0,05 mm/leto Korozija<10 >1.15 <0.05 Normal operation >20 let 10-25 1.10-1.15 0.05-0.10Letni pregled 15 do 20 let
25-50 1.00 - 1.10 0.10 - 0.20 Četrtletno preverjanje 10–15 let
50-100 0.80-1.00 0.20-0.40 Načrtujte zamenjavo v 2 letih 5–10 let
100-200 0.40-0.80 0.40-0.80 Zamenjaj takoj<5 years >200 <0.40 >0,80 Preluknjano neuspešno inženirstvo Beyond Dry{1}}Out Event Counting

Kakovost titana vpliva na odpornost proti cepljenju. Oksid stopnje 7 (stabiliziran s paladijem) je bolj oprijemljiv in zmanjša izgubo kovine na dogodek za 30 do 50 odstotkov. Razred 12 ponuja zmerno izboljšanje. Število dogodkov do perforacije je neposredno odvisno od debeline stene. 2,0 mm stena lahko podpira dvakrat več dogodkov kot 1,0 mm stena. Vzpostavljeno je opozorilo o nizki ravni pri 20 % nad višino grelnika, da se preprečijo-situacije izsušitve. Sistem samodejnega polnjenja ohranja raven dopolnjene pijače. Če se izsušitvi-ne morete izogniti, je treba grelec hitro izklopiti, ko nivo tekočine pade, da preprečite dvig temperature, ki povzroči lomljenje.

Ustvarjanje izobražene špekulacije

Pri grelniku iz titanovega plašča v 5 % žveplovi kislini pri 80 stopinjah, kjer je izsu-občasno neizogibno, omejite število pojavov izsu-na 50, preden zamenjate grelec. Namestite alarm za-nizko raven pri 20% nad višino grelnika in mehanizem za samodejno polnjenje, da preprečite izsu-izsušitev. Če pride- do izsušitve, izklopite grelec v 1 minuti, da omejite toplotni šok. Pri obstoječih grelnikih, ki so imeli več kot 50 epizod izsu-izsušitve, je treba ultrazvočno izmeriti debelino stene na mestu, ki je najbolj izpostavljeno izsušitvi-(običajno zgornjih 100 mm). Zamenjajte grelec, če je preostala stena manjša od 1,0 mm. Inženir lahko omeji količino in obvladovanje pojavov izsu-izsušitve, da se izogne ​​čezmernemu{21}}tanjšanju in perforaciji titanovih grelnikov pri delu z žveplovo kislino.