Zakaj v kadi za predelavo ribje moke (visoka vsebnost soli, organske kisline, 95 stopinj, mešanje) titanov plašč z 1,2 mm debelino stene hitreje odpove zaradi erozije-Korozije na meji tekočine-pare kot 1,6 mm?

Temeljni kompromis-pri oblikovanju grelnika iz titana za predelavo ribje moke
Sodi za predelavo rib so pri 95 stopinjah, z veliko soli (3–5 % NaCl) in organskih kislin (ocetne, maslene) iz razpada rib. Surovi ribji material se zmeša z mešanjem kadi. Plašči iz titana zagotavljajo odpornost proti koroziji. Meja tekočin-pare, na točki, kjer grelec vstopi v površino gnojevke, je podvržena najhujšim okoliščinam zaradi brizganja, delnega vlaženja in obogatitve s kisikom. Na tem vmesniku 1,2 mm stena iz titana pokvari hitreje zaradi erozije-korozije kot 1,6 mm stena. Stena debeline 1,2 mm deluje nekoliko hladneje (1-2 stopinji), kar bi se lahko zdelo dobro, vendar je ključna težava mehanska. Tanjša stena ima manjši presek, da prenese skupne učinke udarca delcev (iz trdnih snovi rib) in korozije. Ta analiza opisuje mehanizem in kvantificira razliko v življenju.

Vpliv na mehansko celovitost: Erozija-Korozija na vmesniku
Titanov plašč se izmenično navlaži in suši pri stiku s tekočino-paro. Vpliv ribjih trdnih snovi (delci kosti, luske, delci mesa) na ovoj v tem vznemirjenem območju. Stopnja erozije-korozije je E_rate=k × v^n × C_p × (1/t_scale), pri čemer je t_scale dejanska debelina pregrade. Modul preseka je manjši pri steni 1,2 mm, tako da je lokalna napetost večja za enako udarno silo delcev, kar vodi do pospeševanja odstranjevanja pasivnega filma. Še pomembneje je, da ima stena debeline 1,2 mm manjšo toplotno maso in zato med brizganjem hitreje spreminja temperaturo, kar ima za posledico pogostejše cikle raztezanja-krčenja, ki razcepijo pasivni film.

Glavna razlika je inkubacijska doba, preden se erozija-korozija pospeši, in ne stopnja korozije v stabilnem stanju. Za debelino stene 1,2 mm trajanje inkubacije 3-6 mesecev. 9–12 mesecev za steno 1,6 mm. Ko pride do erozije in korozije, sta stopnji podobni za oba (0,3-0,5 mm na leto), vendar se 1,2 mm stena začne raztapljati prej in izgubi manj materiala. Podatki o obratih za ribjo moko kažejo, da se 1,2 mm stene zlomijo na vmesniku v 12-18 mesecih; 1,6 mm stene zdržijo 30-36 mesecev.

Vpliv na toplotno učinkovitost: Temperatura mejne površine in obraščanje
Temperatura vmesnika za steno debeline 1,2 mm je nekoliko nižja (1-2 stopinji pri enaki gostoti moči), kar zmanjšuje onesnaženje z beljakovinami in stopnjo korozije. Toda toplotna korist debelejše stene je minimalna in več kot odtehta mehanska korist. 1,6 mm stena je bolj odporna na udrtine zaradi udarca ribje kosti in ohranja bolj gladko površino z manj oprijema usedlin.

Sinteza kompromisa-: primerjava med 1,2 mm in 1,6 mm
Parameter Debelina stene 1,2 mm Debelina stene 1,6 mm Razlika
Inkubacijska doba (meseci do začetka erozivne korozije) 4 meseci 10 mesecev 1,6 mm traja 2,5× dlje pred napadom
Erozija-stopnja korozije (stacionarno stanje), mm/leto Primerljivo 0,4 mm/leto 0,35 mm/leto
Čas do perforacije od začetka (meseci) 1,2/0,4 × 12=36 mesecev 1,6/0,35 × 12=55 mesecev 1,6 mm ima več materiala
Skupna življenjska doba (meseci) 4 + 36=40 mesecev (3,3 leta) 10 + 55=65 mesecev (5,4 leta) 1,6 mm preostalih 1,6 x več
Odpornost na udarce (mehanska robustnost) Zmerno Visoka Odpornost na udrtine do 1,6 mm. Osnovna cena +33% materiala60% daljša življenjska doba to upravičuje
Stena debeline 1,6 mm ima 60 % daljšo življenjsko dobo kot stena debeline 1,2 mm pri predelavi ribje moke.

Inženiring onstran zidu: Zaščita vmesnika in lociranje grelnika
Mesto okvare je na vmesniku tekočin-pare, zato je mogoče življenjsko dobo podaljšati s prestavitvijo vmesnika. Navpična montaža grelnika s popolnoma potopljenim ogrevanim delom (hladni zatič, ki štrli nad tekočino) popolnoma odpravi interakcijo. Brez interakcije s tekočino-hlapi ne pomeni brizganja, ni kroženja mokro/suho in ni erozije-koncentracije korozije. Pri delovanju s polno potopitvijo je stena 1,2 mm 6+ let. Druga možnost je, da zaščita pred brizganjem (perforirana cev iz nerjavečega jekla okoli grelnika na vmesniku) zmanjša hitrost udarca delcev za 80-90 %, kar podaljša inkubacijsko dobo za 1,2 mm steno na 12+ mesecev in celotno življenjsko dobo na 4+ let.

Zaključek: za osvetlitev vmesnika je prednostna stena debeline 1,6 mm
Obdelovalna kad, ki se uporablja za ribjo moko z visoko vsebnostjo soli, organskih kislin pri 95 C z mešanjem. Titanov plašč z debelino stene 1,2 mm hitreje napade erozija-korozija na meji tekočine-pare kot plašč z debelino stene 1,6 mm. Tanjša stena ima krajšo inkubacijsko dobo (4 mesece v primerjavi z 10 meseci) in manj materiala za izgubo, ko se napad začne. 1.6 mm stena zagotavlja 60 % daljšo življenjsko dobo (5,4 leta v primerjavi s 3,3 leti). Priporočeni standard je titanov plašč stopnje 2 z debelino stene 1,6 mm. Grelec naj bo nameščen navpično, če je to mogoče, tako da ostane meja tekočine-pare v najmanjšem območju brizganja. 1.2mm, kar je sprejemljivo, če je izvedljivo delovanje v celoti potopljeno. Povejte proizvajalcu predvideno koncentracijo trdnih delcev in intenzivnost mešanja. Najmanjša priporočena debelina stene za predelavo ribje moke in izpostavljenost vmesnika je 1,6 mm za 5-letno načrtovano življenjsko dobo.