Il-Problema tal-Heater tal-Ossidu Iswed
Banjijiet tal-kisi tal-ossidu iswed joperaw f'135-145 grad b'taħlita kimika ta 'idrossidu tas-sodju f'600-800 g/L, nitrat tas-sodju f'200-300 g/L, u nitrat tas-sodju f'50-100 g/L. Is-soluzzjoni mhix biss alkalina - hija taħlita ta 'melħ imdewweb li toqrob lejn il-konsistenza ta' kawstiku mdewweb. F'temperatura operattiva, is-soluzzjoni tattakka kważi l-metalli kollha. L-istainless steel jinħall fi żmien sigħat. It-titanju jissaddad malajr. Anke ligi ta 'nikil għoli jissieltu.
L-uniċi materjali metalliċi b'reżistenza utli huma l-azzar tal-karbonju baxx-(li jifforma film protettiv tal-manjetite) u ċerti ligi tal--kromju għoli. Iżda anke dawn għandhom ħajja ta' servizz limitata ta' 6-18-il xahar. L-ossidant tan-nitrat jattakka kontinwament il-film protettiv. Il-ħjatat tal-weldjatura u ż-żoni affettwati mis-sħana jissaddu b'mod preferenzjali. Il-falliment huwa permezz ta' traqqiq uniformi flimkien ma' pitting lokalizzat.
PTFE huwa kimikament immuni għal dan l-ambjent. Is-sinsla tal-karbonju-fluworin hija stabbli f'alkali ikkonċentrat sħun u reżistenti għall-ossidazzjoni min-nitrat f'temperaturi sa 260 grad -ħafna 'l fuq mit-temperatura operattiva ta' 145 grad ta 'banjijiet ta' ossidu iswed.
Il-Mekkaniżmu ta' Attakk Doppju
Soluzzjonijiet ta 'ossidu iswed jattakkaw metalli permezz ta' żewġ mekkaniżmi simultanji: dissoluzzjoni kawstika u ossidazzjoni tan-nitrat. L-idrossidu tas-sodju ikkonċentrat iħoll il-film tal-ossidu passiv fuq il-biċċa l-kbira tal-metalli. In-nitrat jossidizza l-metall bażiku espost. Iż-żewġ mekkaniżmi jsaħħu lil xulxin.
Azzar tal-karbonju baxx jgħix permezz tal-formazzjoni ta 'film ta' magnetite (Fe₃O₄) li huwa stabbli f'kawstiku ikkonċentrat sħun. Dan huwa l-istess film li jifforma fuq tubi tal-bojler f'sistemi tal-fwar bi pressjoni għolja-. Madankollu, in-nitrat fil-banju ta 'l-ossidu iswed kontinwament jossidizza l-manjetite għal ematite mhux -protettiva (Fe₂O₃). Il-film għandu kontinwament jirriforma, jikkonsma metall bażiku fil-proċess. Ir-riżultat huwa tnaqqija bil-mod iżda kostanti tal-ħajt.
Il-ħjatat tal-weldjatura, bil-mikrostruttura mibdula u l-istress residwu tagħhom, jiffurmaw inqas ossidu protettiv. Huma jissaddad aktar malajr mill-metall bażiku. Ħiter tal-azzar iwweldjat jfalli fil-weldjaturi l-ewwel-l-istess mudell li jidher f'servizzi kimiċi aggressivi oħra.
| Parametru tal-Korrużjoni | -Heater tal-Azzar tal-Karbonju baxx | Għoli-Heater ta' Liga tal-Kromju | Skambjatur tas-Sħana PTFE |
|---|---|---|---|
| Film protettiv | Fe₃O₄ (manjetita) | Cr₂O₃ (kromija) | Xejn meħtieġ |
| Stabbiltà tal-film f'NaOH f'140 grad | Tajjeb (iżda ossidizzat bin-nitrat) | Moderat (attakkat minn kawstiku) | N/A |
| Rata ta' korrużjoni uniformi (mm/sena) | 0.5-2.0 | 0.2-0.8 | 0 |
| Rata ta' korrużjoni taż-żona tal-weldjatura (relattiva) | 1.5-3.0× metall bażiku | 2.0-4.0× metall bażiku | N/A (l-ebda weldjatura) |
| Ħajja tas-servizz mistennija (xhur) | 6-12 | 12-18 | 60+ |
Il-Vantaġġ tal-Marġni tat-Temperatura
It-temperatura operattiva ta '135-145 grad ta' banjijiet ta 'ossidu iswed hija fil-kapaċità ta' PTFE (massimu ta '260 grad) iżda taqbeż il-limiti prattiċi ta' ħafna fluworopolimeri oħra. PVDF, per eżempju, huwa limitat għal madwar 150 grad fl-arja iżda softens b'mod sinifikanti fil-kawstika sħun. FEP huwa stmat għal 204 grad iżda għandu saħħa mekkanika aktar baxxa minn PTFE f'temperatura elevata.
PTFE iżomm proprjetajiet mekkaniċi utli matul il-medda operattiva kollha tal-ossidu iswed. Creep taħt pressjoni tal-fwar f'145 grad huwa maniġġabbli bi ħxuna xierqa tal-ħajt tat-tubu u spazjar ta 'appoġġ. L-istabbiltà termali tal-materjal tiżgura li l-ebda prodott ta' dekompożizzjoni ma jikkontamina l-banju tal-kisi-konsiderazzjoni kritika għal proċess fejn il-kwalità tal-finitura tal-wiċċ tiġi spezzjonata viżwalment.
Il-marġini termali jipprovdi wkoll sigurtà kontra t-taqlib tal-proċess. Jekk il-kontrollur tat-temperatura jonqos u l-banju jisħon iżżejjed għal 160-170 grad qabel ma tintervjeni s-sistema tas-sigurtà, PTFE ma ssirx ħsara. Skambjatur PVDF jew FEP jista 'jiġi deformat jew bil-ħsara b'mod permanenti minn eskursjoni bħal din.
Il-Benefiċċju tal-Purità tal-Banju
Ħiters metalliċi f'banjijiet ta 'ossidu iswed jikkontribwixxu joni tal-metall maħlul għas-soluzzjoni. Ħadid minn ħiters tal-azzar u kromju minn ħiters tal-liga jbiddlu l-kimika tal-kisi b'mod sottili. L-effett fuq il-kwalità tal-kisi huwa spiss attribwit għat-tixjiħ tal-banju aktar milli għall-heater. Il-faċilitajiet jaċċettaw tnaqqis gradwali fil-prestazzjoni tal-kisi hekk kif il-banju jixjieħ bejn miżbliet.
PTFE ma jintroduċi l-ebda joni tal-metall. Il-kimika tal-banju tinbidel biss permezz tar-reazzjonijiet kimiċi maħsuba tal-proċess tal-kisi u t-telf ta' drag-out. Il-kwalità tal-kisi tibqa' konsistenti matul il-ħajja tal-banju. L-eliminazzjoni tal-kontaminazzjoni derivata mill-heater-tista' testendi l-ħajja tal-banju jew tnaqqas il-frekwenza tal-aġġustamenti kimiċi.
Sommarju
Banjijiet tal-kisi tal-ossidu iswed jeqirdu ħiters metalliċi permezz ta 'dissoluzzjoni kawstika magħquda u ossidazzjoni tan-nitrat f'135-145 grad. L-iskambjaturi tas-sħana PTFE huma kimikament immuni għaż-żewġ mekkaniżmi u jżommu l-integrità mekkanika b'marġni adegwat taħt it-temperatura tas-servizz massima tagħhom ta '260 grad. L-eliminazzjoni tal-korrużjoni tal-heater testendi l-ħajja tat-tagħmir lil hinn minn 5 snin u tipprevjeni l-kontaminazzjoni tal-jone tal-metall tal-banju tal-kisi.
L-appoġġ tal-inġinerija għall-ispeċifikazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana PTFE f'ossidu iswed u applikazzjonijiet oħra ta 'ossidazzjoni alkalina sħuna huwa disponibbli fuq is-sottomissjoni tal-kimika tal-banju, it-temperatura operattiva, id-dimensjonijiet tat-tank, u d-dejta tal-ħajja tas-servizz tal-heater kurrenti.
