Iż-Żona tal-Korrużjoni Minsija
It-tankijiet tal-proċess fihom tliet żoni ta 'korrużjoni: iż-żona mgħaddsa għal kollox, l-ispazju tal-fwar 'il fuq mil-likwidu, u ż-żona tat-titjir fl-interface tal-arja-likwidu. Id-disinn tal-iskambjatur tas-sħana jiffoka kważi kompletament fuq iż-żona mgħaddsa-il-kimika, it-temperatura, u l-kundizzjonijiet tal-fluss tal-fluwidu tal-proċess. L-ispazju tal-fwar huwa preżunt li huwa beninni. Mhuwiex.
Fuq banju ta 'aċidu sħun, l-arja hija saturata b'ċpar aċiduż u fwar ta' l-ilma. Il-kondensazzjoni fuq uċuħ li jkessħu toħloq qtar ta 'aċidu kkonċentrat. L-ossiġnu huwa abbundanti-b'differenza fiż-żona mgħaddsa, fejn l-ossiġnu maħlul huwa limitat. Il-kombinazzjoni ta 'ossiġnu għoli, aċidu ta' kondensazzjoni u temperatura li tvarja toħloq ambjent aktar korrużiv mill-banju innifsu. Il-partijiet mhux-mgħaddsa ta' skambjatur tas-sħana-pajpijiet tal-provvista tal-fwar, linji ta' ritorn tal-kondensat, parentesi ta' appoġġ, u s-sezzjonijiet ta' fuq tal-koljaturi tal-immersjoni- jikkorrodu minn barra filwaqt li s-sezzjonijiet mgħaddsa jibqgħu intatti.
Il-PTFE huwa immuni għall-attakk tal-fwar-aċidu tal-fażi għall-istess raġuni li huwa immuni għall-attakk tal-fażi likwida-: ir-rabta tal-karbonju-fluworin ma tistax tiġi ossidizzata, idrolizzata, jew reazzjoni biha b'xi mod ieħor fi kwalunkwe konċentrazzjoni tal-aċidu f'forma likwida jew fwar.
Il-Fwar-Mekkaniżmu tal-Korrużjoni tal-Fażi fuq il-Metalli
L-azzar li ma jsaddadx fiż-żona tal-fwar 'l fuq minn banju ta' aċidu idrokloriku jew sulfuriku jissaddad b'mekkaniżmu fundamentalment differenti mill-korrużjoni tal-immersjoni. Fil-banju, il-wiċċ tal-metall huwa kontinwament imxarrab. Ir-rata ta 'korrużjoni hija limitata mid-diffużjoni tar-reaġenti permezz tal-film likwidu. Fiż-żona tal-fwar, iċ-ċikli tal-wiċċ bejn imxarrab u niexef hekk kif tifforma kondensazzjoni u tevapora.
Matul il-fażi mxarrba, ċpar aċidu maħlul fil-kondensat jattakka l-film passiv. Il-konċentrazzjoni ta 'aċidu fil-kondensat tista' taqbeż il-konċentrazzjoni tal-banju minħabba li l-ilma jevapora b'mod preferenzjali, u jħalli warajh qtar ta 'aċidu kkonċentrat. Matul il-fażi niexfa, ir-residwu tal-aċidu jikkristallizza. Il-kristalli huma igroskopiċi-jassorbu l-umdità mill-arja matul il-perjodu umdu li jmiss, u jerġgħu jiffurmaw aċidu konċentrat fl-interface tal-kristall-metall.
Iċ-ċikliżmu imxarrab-niexef u l-effett tal-konċentrazzjoni joħolqu rati ta' korrużjoni lokalizzati 2-5 darbiet ogħla mir-rata ta' immersjoni kontinwa. Iż-żona tat-tixrid, fejn qtar likwidu minn aġitazzjoni jew moviment tal-biċċa tax-xogħol imxarrab il-wiċċ b'mod intermittenti, hija saħansitra aktar aggressiva. Huwa għalhekk li l-ħiters metalliċi spiss ifallu l-ewwel fl-interface arja-likwidu.
| Parametru tal-Korrużjoni taż-Żona tal-Fwar | Stainless Steel 316L | Titanju Grad 2 | PTFE |
|---|---|---|---|
| Rata ta' korrużjoni fiż-żona tal-fwar relattiva maż-żona mgħaddsa | 2-5× | 1.5-3× | 1.0× (żero fit-tnejn) |
| Konċentrazzjoni ta 'aċidu kondensat vs banju | 1.2-2.0× (effett ta 'evaporazzjoni) | L-istess | Ebda effett |
| Ħsara minn ċikliżmu niexef-imxarrab | Sever (tkissir tal-film passiv) | Moderat | Xejn |
| Splash zone attakk | Sever | Moderat | Xejn |
| Kundizzjoni tal-wiċċ estern wara sena | Maqlub, sadid-imtebba | Inċiżi, ikkulurit | Mhux mibdul |
| Rekwiżit ta 'kisi protettiv | Ħafna drabi meħtieġa (epoxy, tgeżwir) | Kultant meħtieġ | Mhux meħtieġ |
Il-Bażi tal-Immunità tal-PTFE
PTFE ma jiddependix fuq film passiv. Ir-reżistenza għall-korrużjoni tagħha hija inerenti għall-istruttura molekulari. L-enerġija tad-dissoċjazzjoni tal-bonds tal-karbonju-fluworin ta' madwar 485 kJ/mol taqbeż l-enerġija disponibbli minn kwalunkwe reazzjoni ta' kondensazzjoni tal-aċidu fit-temperaturi preżenti fiż-żona tal-fwar (tipikament 30-70 grad). Il-molekuli tal-aċidu, kemm jekk fi qtar likwidu jew f'forma ta 'fwar, jiltaqgħu ma' wiċċ li ma joffri l-ebda mogħdija ta 'reazzjoni.
In-natura idrofobika tal-PTFE tipprovdi mekkaniżmu protettiv addizzjonali. Kondensazzjoni ta 'qtar aċidu xoffa fuq il-wiċċ aktar milli tixrib. Jirromblu jew jevaporaw bħala qtar diskreti aktar milli jiffurmaw film konduttiv kontinwu. Iċ-ċikliżmu imxarrab-niexef li jeqred films passivi tal-metall ma jaffettwax il-PTFE minħabba li m'hemm l-ebda film x'jeqred.
L-iskambjatur tas-sħana kollu-tubi mgħaddsa, headers, konnessjonijiet tal-pajpijiet esterni, u qafas ta 'appoġġ-jistgħu jiġu fabbrikati minn PTFE jew komponenti ta' fluoropolimer xierqa, li jipprovdu immunità sħiħa fit-tliet żoni ta 'korrużjoni kollha.
Il-Konsegwenza Prattika għall-Ħajja tal-Heater
Il-korrużjoni taż-żona tal-fwar-tal-ħiters metalliċi ħafna drabi tiddetermina l-ħajja tas-servizz ġenerali. Coil tat-titanju li jdum 5 snin ibbażat fuq rati ta 'korrużjoni ta' immersjoni jista 'jfalli fi 2-3 snin minħabba pitting estern fil-linja tal-ilma. Il-falliment huwa mhux mistenni minħabba li s-sezzjonijiet mgħaddsa jidhru intatti waqt l-ispezzjoni. L-attakk estern huwa moħbi 'l fuq mil-livell tal-likwidu, viżibbli biss meta t-tank jitbattal.
L-iskambjaturi tal-PTFE m'għandhom l-ebda żona ta 'falliment moħbija. Kull parti tal-iskambjatur, mgħaddsa jew esposta, għandha l-istess immunità kimika. Il-ħajja tas-servizz hija ddeterminata miż-żona l-aktar impenjattiva-is-sezzjoni mgħaddsa taħt pressjoni tal-fwar-aktar milli minn mekkaniżmu ta 'korrużjoni esterna injorat.
Sommarju
L-iskambjaturi tas-sħana PTFE jgħixu espożizzjoni għal fwar ta 'aċidu mħallat 'il fuq mil-livell tal-likwidu minħabba li l-immunità tal-korrużjoni tal-fluworopolimer testendi b'mod ugwali għal fażijiet likwidi u fwar. B'differenza mill-azzar li ma jissaddadx u t-titanju, li jsofru attakk estern aċċellerat minn aċidu tal-kondensazzjoni u ċikliżmu niexef-imxarrab fiż-żona tal-fwar, PTFE mhuwiex affettwat. L-iskambjatur kollu-mgħaddas, fwar-espost, u ż-żona tat-titjir-taqsam l-istess inertezza kimika.
L-eliminazzjoni tal-korrużjoni tal-fwar-fażi tneħħi mekkaniżmu ta' ħsara moħbi li ħafna drabi jiddetermina l-ħajja tas-servizz tal-ħiters metalliċi. L-iskambjaturi tal-PTFE m'għandhom l-ebda "żona minsija" fejn attakk estern jista 'jqassar il-ħajja tat-tagħmir b'mod mhux mistenni.
L-appoġġ tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana PTFE f'ambjenti tal-fwar aggressivi jew ventilati ħażin huwa disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-kimika tal-banju, temperatura operattiva, disinn tal-ventilazzjoni tat-tank, u kwalunkwe storja ta 'korrużjoni esterna fuq ħiters kurrenti.
