Id-Deċiżjoni tal-Għażla tal-Materjal
Linja ta 'pickling ta' l-istainless steel tuża soluzzjoni ta 'aċidu mħallat li fiha 8% HF u 12% HNO₃ f'55 grad. L-iskambjatur tas-sħana għandu jiflaħ din il-kimika aggressiva filwaqt li jagħti 60 kW ta 'dazju tat-tisħin. Żewġ materjali qed jiġu kkunsidrati: titanju ta 'Grad 2 u PTFE verġni.
It-titanju huwa l-għażla tradizzjonali. Joffri konduttività termali tajba, saħħa mekkanika, u familjarità mat-timijiet ta 'manutenzjoni. PTFE joffri immunità kimika assoluta iżda konduttività termali aktar baxxa u footprint tal-coil akbar. Il-prezz tax-xiri inizjali la jiffavorixxi b'mod deċiżiv-titanju jiswa aktar għal kull metru kwadru iżda jeħtieġ inqas erja tal-wiċċ.
Id-deċiżjoni għandha tittieħed dwar l-ispiża totali tas-sjieda matul il-ħajja tas-servizz mistennija ta '10 snin tal-linja tal-pickling. Din l-analiżi għandha tqis il-kapital inizjali, l-installazzjoni, ix-xogħol tal-manutenzjoni, it-tindif kimiku, il-ħin ta 'waqfien tal-produzzjoni u l-frekwenza ta' sostituzzjoni. Meta l-fatturi kollha huma inklużi, l-ekonomija tinbidel b'mod deċiżiv.
L-ispiża Moħbija tat-Titanju fis-Servizz HF
Ir-reżistenza għall-korrużjoni tat-titanju tiddependi fuq film TiO₂ passiv. F'aċidi ossidanti bħall-aċidu nitriku, dan il-film huwa stabbli. Fil-preżenza ta 'jonji fluworidu minn HF, il-film jinħall. Il-wiċċ tat-titanju jiġi attakkat mill-formazzjoni ta' kumplessi tal-fluworidu tat-titanju solubbli.
F'konċentrazzjoni ta '55 grad u 8% HF, titanju ta' Grad 2 jissaddad f'madwar 0.5-1.5 mm fis-sena skond il-proporzjon eżatt ta 'aċidu, varjazzjonijiet fit-temperatura, u aġitazzjoni tas-soluzzjoni. Kolja ta 'immersjoni tat-titanju bi ħxuna tal-ħajt ta' 1.5mm għandha ħajja ta 'servizz ta' 1-3 snin qabel ma t-tirqiq tal-ħajt jilħaq il-punt fejn is-sostituzzjoni hija obbligatorja għas-sigurtà.
Din il-korrużjoni mhix uniformi madwar il-wiċċ tal-coil. Żoni ta 'temperatura ogħla, bħal ħdejn id-daħla tal-fwar, jissaddad aktar malajr. Il-ħjatat tal-weldjatura u ż-żoni milquta-is-sħana jissaddad b'mod preferenzjali. Il-mod ta 'falliment huwa pitting imprevedibbli, mhux traqqiq gradwali li jista' jiġi ssorveljat u ppjanat għalih.
Kull avveniment ta 'sostituzzjoni jiswa ħafna aktar mill-prezz tax-xiri ta' coil tat-titanju ġdid. Il-banju għandu jkun imsaffi u mkessaħ. Il-produzzjoni tieqaf għal 8-16-il siegħa. Il-coil l-antik għandu jinqata 'u jitneħħa. Il-coil il-ġdid jeħtieġ installazzjoni, ittestjar ta 'tnixxija, u ċiklu ta' tisħin ikkontrollat. L-ispiża totali ta 'avveniment wieħed ta' sostituzzjoni tipikament tvarja minn 3 sa 5 darbiet il-prezz tax-xiri tal-coil.
Tabella 1: Tqabbil tal-Ispiża Totali ta' Sjieda ta' 10 Snin (60 kW Heat Exchanger, 8% HF / 12% HNO₃ f'55 grad)
| Kategorija tal-Ispiża | Titanju Grad 2 | PTFE |
|---|---|---|
| Spiża inizjali tal-iskambjatur tas-sħana | $12,000 | $14,000 |
| Spiża tal-installazzjoni (inizjali) | $4,000 | $3,500 |
| Ħajja tas-servizz mistennija | 1.5 - 3 snin | 10+ snin |
| Sostituzzjonijiet fuq 10 snin | 3 - 5 | 0 |
| Spiża ta' sostituzzjoni għal kull avveniment (coil + labor + waqfien) | $18,000 - $22,000 | N/A |
| Spejjeż totali ta 'sostituzzjoni fuq 10 snin | $72,000 - $88,000 | $0 |
| Manutenzjoni annwali (spezzjoni, tindif) | $800 | $200 |
| Spiża ta 'manutenzjoni ta' 10 snin | $8,000 | $2,000 |
| Waqfien fil-produzzjoni (sigħat għal kull sostituzzjoni) | 12 - 16 sigħat għal kull avveniment | 0 sigħat |
| Waqfien totali fuq 10 snin | 48 - 80 sigħat | 0 sigħat |
| Spejjeż totali ta' 10 Snin (eskluż il-valur tal-waqfien) | $96,000 - $112,000 | $19,500 |
Stimi tal-ispiża bbażati fuq operazzjoni ta' pickling ta' daqs medju-. Waqfien mhux monetized b'kollox iżda elenkati separatament. Frekwenza ta' sostituzzjoni tat-titanju bbażata fuq rati ta' korrużjoni ppubblikati f'HF-HNO₃ f'kundizzjonijiet operattivi.
Il-Vantaġġ PTFE: Spejjeż ta' Sostituzzjoni Żero
PTFE huwa kimikament inert f'taħlitiet ta' HF-HNO₃ fil-konċentrazzjonijiet u temperaturi kollha sa 260 grad. M'hemm l-ebda mekkaniżmu ta 'korrużjoni. Il-ħxuna tal-ħajt tat-tubu tibqa 'mhux mibdula mill-installazzjoni sat-tmiem tal-ħajja tas-servizz. L-erja tal-wiċċ tat-trasferiment tas-sħana tibqa 'kostanti. M'hemm l-ebda sostituzzjoni mhux ippjanata.
L-ispiża inizjali tal-iskambjatur tas-sħana PTFE hija kemxejn ogħla minħabba l-erja tal-wiċċ akbar meħtieġa biex tikkumpensa għal konduttività termali aktar baxxa. L-ispiża tal-installazzjoni hija kemmxejn aktar baxxa minħabba li l-coil ħafifa ma teħtieġ l-ebda tagħmir ta 'rfigħ tqil. Dawn id-differenzi modesti huma kompletament megħlub bl-eliminazzjoni ta 'avvenimenti ta' sostituzzjoni matul il-perjodu ta '10 snin.
L-ispiża tal-manutenzjoni annwali għall-coil PTFE hija limitata għal spezzjoni viżwali u tlaħliħ okkażjonali. M'hemm l-ebda descaling kimiku, l-ebda trattament ta 'passivazzjoni, u l-ebda kejl tal-ħxuna ultrasoniku. Il-materjal sempliċement ma jeħtieġx l-attivitajiet ta 'manutenzjoni li titlob it-titanju.
Spejjeż Intanġibbli u Stabbiltà tal-Proċess
Lil hinn mill-ispejjeż kwantifikati, il-coil PTFE jipprovdi stabbiltà tal-proċess li t-titanju ma jistax jaqbel. Il-korrużjoni tat-titanju tintroduċi joni tat-titanju fil-banju tal-pickling. Dawn il-joni jistgħu jaffettwaw ir-rati tal-inċiżjoni u l-kwalità tal-finitura tal-wiċċ. Meta t-titanju jiġi sostitwit b'mod preventiv ibbażat fuq kejl tal-ħxuna tal-ħajt, iż-żmien ta 'sostituzzjoni huwa sejħa ta' ġudizzju li jista 'jkun kmieni wisq (ħela tal-ħajja tas-servizz li fadal) jew tard wisq (jirriskja tnixxija).
PTFE jelimina ż-żewġ tħassib. L-ebda joni tal-metall ma jidħol fil-banju. M'hemmx bżonn ta' sejħiet ta' ġudizzju ta' sostituzzjoni. Il-proċess jaħdem b'rata ta 'trasferiment tas-sħana stabbli u riskju ta' kontaminazzjoni żero għall-ħajja kollha tat-tagħmir ta '10 snin.
Sommarju
L-ispiża totali tas-sjieda ta' 10-snin għal skambjatur tas-sħana PTFE fis-servizz ta' pickling HF{-HNO₃ hija madwar wieħed-ħamsa ta' ekwivalenti ta' titanju, minkejja l-ispiża inizjali ta' xiri kemxejn ogħla. Id-differenza tirriżulta mill-ħajja tas-servizz finita tat-titanju f'aċidu li fih il-fluworidu, li teħtieġ 3-5 sostituzzjonijiet matul l-għaxar snin, kull wieħed iġarrab spejjeż sostanzjali ta 'xogħol u waqfien.
L-inertezza kimika tal-PTFE telimina kompletament is-sostituzzjoni mmexxija mill-korrużjoni{0}. L-ispejjeż tal-manutenzjoni huma minimi. L-istabbiltà tal-proċess hija mtejba permezz ta 'trasferiment konsistenti tas-sħana u kontaminazzjoni tal-jone tal-metall żero. Il-każ tan-negozju għall-PTFE f'din l-applikazzjoni mhuwiex ambigwu meta l-ispiża totali tiġi analizzata aktar milli l-prezz tax-xiri inizjali waħdu.
Analiżi tal-inġinerija għal PTFE vs paragun tal-ispiża tat-titanju f'applikazzjonijiet speċifiċi tal-pickling hija disponibbli fuq is-sottomissjoni ta 'konċentrazzjonijiet ta' aċidu, temperatura operattiva, dimensjonijiet tat-tank, rekwiżiti tad-dazju tas-sħana, u rekords attwali tal-ispejjeż tal-manutenzjoni.
