Saltsýruáskorunin
Saltsýra í styrk yfir 5% og hitastig yfir 60 gráður er eitt árásargjarnasta iðnaðarumhverfi fyrir málmefni. Klóríðjónin, lítil og mjög hreyfanleg, kemst í gegnum óvirkar filmur, kemur af stað gryfju og viðheldur sjálfhverfa tæringu á sprungum. Hefðbundið ryðfrítt stál og títan verða fyrir árásum hratt.
Títan-palladíumblendi (Gráða 7 eða Grade 11) var þróuð sérstaklega til að auka tæringarþol títan í afoxandi súrt umhverfi. Litla palladíum viðbótin-0,12-0,25%-kaþódísk breytir málmblöndunni og færir tæringarmöguleika þess yfir í óvirka sviðið. Málblönduna þolir styrk HCl og hitastig sem er ómögulegt fyrir títan sem er hreint í atvinnuskyni.
PTFE þarf enga málmblöndu til að standast HCl. Kolefnis-flúortengi þess eru ónæm fyrir klóríðárás í hvaða styrk sem er og hvaða hitastig sem er allt að 260 gráður. Valið á milli Ti-Pd álfelgur og PTFE fyrir HCl þjónustu snýst ekki um tæringarmöguleika-bæði geta lifað af. Það snýst um tæringaráreiðanleika, kostnað og afleiðingar óumflýjanlegs bilunarhamsmuns.
Ti-Pd Passive Film Takmörkunin
Títan-palladíumblendi þolir HCl í gegnum stöðuga óvirka TiO₂ filmu. Palladíum, sem er til staðar sem fíndreifður annar áfangi, veitir bakskautasvæði sem færa opna-hringrásarmögu málmblöndunnar yfir í óvirka lénið. Vélbúnaðurinn er rafefnafræðilegur, ekki varmafræðilegur. Óvirku filmunni verður að viðhalda stöðugt.
Í heitu HCl er óvirka kvikmyndin í kraftmiklu jafnvægi við sýruna. Það leysist hægt upp og breytist stöðugt. Málblönduna tærir á mjög litlum en mælanlegum hraða -venjulega 0,01-0,05 mm/ári í 10% HCl við 80 gráður. Yfir 10 ára endingartíma eyðir þessi samræmda tæring 0,1-0,5 mm af veggþykkt.
Samræmt tæringarhraði er viðráðanlegt með tæringarhlunnindi. Meiri hættan er staðbundin niðurbrot. Ef járnögn úr stálverkfæri fellur inn í yfirborðið myndar hún virkan galvanísk frumu. Ef sprunga myndast undir þéttingu eða útfellingu verður lokaða efnafræðin árásargjarnari. Ef palladíumdreifingin er ó-jöfn-galla-tærast staðbundin óvarin svæði hratt. Þessir staðbundnu bilunaraðferðir eru líkindafræðilegar, ekki deterministic. Tveir eins Ti-Pd skiptirar í sömu þjónustu geta haft mismunandi endingartíma.
Tafla 1: PTFE vs. Títan-Palladium í heitu HCl þjónustu (10% HCl, 80 gráður)
| Samanburðarfæribreyta | Títan-Palladium (7. bekkur) | PTFE |
|---|---|---|
| Tæringarkerfi | Óvirk filmustöðugleiki með Pd | Innbyggt kolefnis-flúortengistöðugleiki |
| Samræmt tæringarhraði (mm/ár) | 0.01-0.05 | 0 |
| Staðbundin tæringarhætta | Möguleg tæring á sprungum; Fe-mengunarnæmi | Engin |
| Hámarksþjónustuhiti í HCl | ~100 gráður (styrkur háður) | 260 gráður |
| HCl styrkleikamörk | 15-20% við 80 gráður | Hvaða einbeiting sem er |
| Varmaleiðni (W/m·K) | 21 | 0.25 |
| Hlutfallslegt yfirborðsflatarmál krafist | 1.0× | 3-4× (stærra fótspor) |
| Efniskostnaður (hlutfallslegur) | 15-25× | 1× |
| Tilbúningur flókið | Hátt (sérhæfð suðu; Pd einsleitni sannprófun) | Í meðallagi |
| Fyrirsjáanleiki bilunar | Líkleg (staðbundin sundurliðun) | Deterministic (skráðlíf reiknanlegt) |
| Fyrirsjáanleiki þjónustulífs | 5-10 ár með óvissu | 15+ ár með hönnunar-útreikningi |
The Failure Mode Contrast
Þegar Ti-Pd varmaskipti bilar í HCl þjónustu er bilunin venjulega leki í holu frá staðbundinni gryfju eða sprungutæringu. Lekinn getur verið skyndilegur-hola sem nær í gegnum-vegg án þess að þynna verulega almennt. Vinnsluvökvi fer inn í gufu-þéttikerfið. Framleiðsla hættir. Skipta þarf um skipti.
Þegar PTFE-varmaskipti nær endalokum-venjulega eftir 10-15 ár eða lengur, þá er bilunarhamurinn smám saman: veggur þynnist eftir skrið, greindur með úthljóðsmælingu við áætlaða skoðun. Skipt er um rör áður en það lekur. Enginn ófyrirséður niðurtími á sér stað.
Fyrirsjáanleikamunurinn hefur efnahagslegt gildi. Skipulögð endurnýjun meðan á áætlaðri viðhaldi stendur kostar brot af neyðarskiptum meðan á framleiðslu stendur. Fyrir ferla þar sem óskipulagður niðurtími kostar $ 5.000-10.000 á klukkustund, er fyrirsjáanleiki PTFE bilunar verulegur fjárhagslegur kostur.
Kostnaðarsamanburður yfir endingartíma
Ti-Pd álvarmaskiptir hefur efniskostnað sem er 15-25 sinnum hærri en PTFE á hvert kíló, en krefst minna yfirborðs vegna meiri hitaleiðni. Upphafskostnaður fyrir Ti-Pd er venjulega 4-8 sinnum hærri en PTFE fyrir sömu hitaskyldu.
Á 15-ára endingartíma gæti Ti-Pd skiptirinn þurft að skipta um eina eða tvær óáætlaðar endurnýjunar vegna staðbundinnar tæringar, sem hver um sig hefur í för með sér stöðvunartíma og uppsetningarkostnað. Ekki þarf að skipta um PTFE skipti, aðeins áætlaðar skoðanir.
Heildarlífferilskostnaður, þar á meðal upphafsbúnaður, uppsetning, fyrirhugað viðhald og líkur-veginn kostnaður á ófyrirséðum bilunum, er PTFE í hag með stuðlinum 2-3 í flestum HCl forritum innan rekstrarumslags PTFE.
Samantekt
PTFE-varmaskiptir bjóða upp á yfirburða áreiðanleika en títan-palladíumblendi í heitri HCl þjónustu vegna þess að tæringarþol PTFE er hitaaflfræðilegt og algert, en Ti-Pd byggir á rafefnafræðilegri passivering sem getur brotnað niður á staðnum. Upphafskostnaðarkosturinn við hærri hitaleiðni Ti-Pd er á móti lægri efniskostnaði PTFE, lengri endingartíma og fyrirsjáanlegan bilunarham sem útilokar ófyrirséða niður í miðbæ.
Fyrir HCl styrk og hitastig innan 260 gráðu mörk PTFE, veitir PTFE hagkvæma og rekstrarlega betri lausn. Ti-Pd er frátekið fyrir forrit sem fara yfir hitastig PTFE eða krefjast vélrænna eiginleika málms.
Verkfræðigreining fyrir HCl þjónustuefnisval er fáanleg við framlagningu sýrustyrks, hitastigs, þrýstings, hitaskyldu og núverandi gagna um endingartíma búnaðar.
