Kā slapjā{0}}apkārtējā gaisa temperatūra ietekmē titāna sildītāja neiegremdētās (tvaika fāzes) daļas korozijas ātrumu?

The corrosion rate of the unsubmerged (vapor phase) section of a titanium immersion heater being operated by a process engineer in an open tank where the top portion is exposed to vapor and ambient air is directly influenced by the wet-bulb temperature of the ambient air. The equilibrium moisture content on the titanium surface is determined by the wet-bulb temperature. If the wet-bulb temperature is high (e.g., >25 grādi, augsts mitrums), mitrums kondensēsies uz vēsākas titāna virsmas (ja virsmas temperatūra ir zem rasas punkta). Šis kondensācijas slānis satur izšķīdušas gāzes (skābekli, oglekļa dioksīdu, hlorīdus) un var būt kodīgs. Ja mitrās spuldzes temperatūra ir zema (piemēram, < 15 grādi, sauss gaiss), titāna virsma paliek sausa un pasīva, un korozija ir nenozīmīga. Piemēram, titāna sildītājs karstā (80 grādu) paskābināta ūdens vannā 28 grādu apkārtējā mitrā -spuldzes temperatūrā var ciest no punktkorozijas ar ātrumu 0,05-0,2 mm/gadā neiegremdētajā daļā, savukārt identisks sildītājs sausā klimatā (10 grādi) ir ļoti karsts.

Titāna tvaika fāzes korozijas mehānisms
Titāna sildītāja neiegremdētā daļa ir pakļauta procesa šķidruma un apkārtējā gaisa tvaikiem. Tvaiki sastāv no gaistošām daļām (HCl, H2SO4 migla, organiskās skābes vai ūdens tvaiki). Ja apkārtējā mitrā -spuldzes temperatūra ir augsta un virsmas temperatūra ir zemāka par tvaiku-gaisa maisījuma rasas punktu, mitrums kondensējas uz titāna virsmas. Sašķidrinātais kondensāts veido plānu elektrolīta pārklājumu (parasti 1-100 µm biezs), kas absorbē korozīvās gāzes (CO₂, SO₂, Cl₂) no gaisa un gaistošās skābes no tvaikiem. Plēve ir ļoti naidīga tās lielās virsmas laukuma un tilpuma attiecības dēļ un tāpēc, ka tajā iztvaikojot koncentrējas kodīgas vielas. Šādos apstākļos ir iespējams izjaukt titāna pasīvo plēvi un ierosināt punktveida koroziju vai plaisu koroziju tvaika un šķidruma saskarnē.

Tvaika fāzes korozijas ātruma un slapjās{0}} spuldzes temperatūras noteikšana
Apkārtējās vides mitrums-Spuldžu temperatūra ( grāds ) Relatīvais mitrums (%) Kondensācija uz Ti virsmas (pie 40 grādu virsmas temperatūra) Tvaika fāzes korozijas ātrums (mm/gadā) Dominējošā suga Riska līmenis < 10 < 30 Nav (sausa) < 0,005 Neviena Nenozīmīga (intermit.0.0.0) Atšķaidītas skābes migla Zema 15-20 50-70 Bieža (plāna kārtiņa) 0,01-0,05 Skāba migla + hlorīdi20-25 70-85 Nepārtraukta (plāna kārtiņa) 0,05-0,15 Koncentrēta skābe + hlorīdi Augsta 25-30 85-95 Nepārtraukta (biezāka plēve) 0,15-0,10,15-0. (pilošs) 0,10-0,20 (mazgāts) Atšķaidīšana ar pilēšanu Mērens (mazgāts)
Uz scenāriju balstīts ceļvedis tvaika fāzes korozijas kontrolei
Tvaika sastāvs Šķidrums Process Apkārtējās vides mitrums-Spuldžu temperatūra ( grāds ) Korozijas risks neiegremdētā daļā Ieteicama mazināšana
Karsts ūdens, neitrāls Tikai ūdens tvaiki Jebkurš Zems Nav nepieciešama nekāda darbība
Atšķaidīts HCl (5%) HCl migla + ūdens tvaiki 15 Zems Titāna iztvaikošana (bez efekta)
HCl migla + ūdens tvaiki Atšķaidīts HCl (5%) 25 Vidēja Tvaika fāzes sekcija, kas pārklāta ar PTFE
Koncentrēts HCl (20%) HCl tvaiki + ūdens tvaiki 25 Augsts Izmantot noslēgtu tvertni ar tvaiku ekstrakciju
Karsts sālījums (20% NaCl) Ūdens tvaiki + sāls migla 28 Augsta (caurumu veidošanās) Elektropulēšanas tvaiku fāzes daļa. Pievienojiet ūdens strūklu, lai izvairītos no sāls uzkrāšanās.
50% sērskābeH₂SO₄ migla + ūdens tvaiki 25 Vidēji līdz augsts Pagariniet apsildāmo daļu, lai virsma būtu virs rasas punkta
Hromskābe (pārklājuma vanna) Hromskābes tvaiki 20 Zems (hromāts inhibē) Nav nepieciešama darbība (hromāti pasīvā)
Organiskais šķīdinātājs (bez ūdens) Šķīdinātāja tvaiki Jebkurš Ļoti zems Nav ūdens kondensācijas. Virsma ir sausa.
Inženiertehniskās pieejas tvaika fāzes korozijas samazināšanai
Ja titāna sildītāja neiegremdētajā daļā notiek tvaika fāzes korozija augstās slapjās {{0}spuldžu temperatūras (> 20 grādi) dēļ, efektīvi ir četri mazināšanas līdzekļi. Pirmais mazināšanas veids ir pacelt apsildāmo daļu augstāk virs šķidruma līmeņa. Titāna virsmas temperatūra ir jāuztur virs rasas punkta (piem., > 45 grādi 25 grādu mitrai spuldzei), lai izvairītos no kondensāta. Šim nolūkam sildītājs ir jākonstruē tā, lai sildelements izstieptos tvaika fāzes reģionā, uzturot titāna apvalku siltu. Otrs mazināšanas līdzeklis ir PTFE vai fluorpolimēra pārklājums iepriekš minētajā ūdens zonā. Pārklājums neļauj kondensētajam elektrolītam uzbrukt titāna virsmai. Pēdējais mazināšanas līdzeklis ir tvaika nosūkšanas ierīces (izplūdes pārsegu) uzstādīšana, lai noņemtu kodīgus tvaikus un samazinātu mitrumu virs tvertnes. Kondensācija tiek novērsta, ja mitrās spuldzes temperatūra tiek pazemināta zem 15 grādiem. Ceturtais mazināšanas līdzeklis ir ūdens strūklas vai miglas noņemšanas ierīces izmantošana, lai nepārtraukti attīrītu neiegremdēto daļu, lai novērstu kodīgu vielu koncentrāciju.

Conclusion: Vapor phase corrosion up to 0.3 mm/year is due to high wet-bulb temperature (>25 grādi)
Apkārtējā gaisa mitrā{0}}temperatūra tieši ietekmē titāna sildītāja neiegremdētās (tvaiku fāzes) daļas korozijas ātrumu. Ja slapjās -spuldzes temperatūra ir zemāka par 15 grādiem (sausos apstākļos), titāna virsma paliks sausa un nebūs -kodīga. Kad slapjās spuldzes temperatūra ir augstāka par 25 grādiem (mitrumi apstākļi), mitrums kondensējas uz vēsākas titāna virsmas un veido plānu elektrolīta kārtiņu, kas absorbē korozīvas gāzes un iztvaikojot koncentrējas. Skarbās vidēs (piemēram, karstā HCl vai sālījumā ar augstu apkārtējās vides mitrumu) tvaika fāzes korozijas ātrums var sasniegt 0,15-0,30 mm/gadā, izraisot neiegremdētās daļas caurumu veidošanos un perforāciju 2-5 gadu laikā. Mīkstināšanas pasākumi ietver tās daļas karsēšanu virs rasas punkta, kas nav iegremdēta, PTFE pārklājumu uzklāšanu vai tvaiku ekstrakciju, lai samazinātu mitrās spuldzes temperatūru. Jebkuram lietojumam ar kodīgiem tvaikiem un augstu apkārtējās vides mitrumu, norādot titāna sildītāju, piegādātājam ir jānodrošina prognozētais mitrās spuldzes temperatūras diapazons, lai varētu atbilstoši projektēt neiegremdēto daļu (pagarināta sildīšana, pārklājums vai materiāla uzlabošana).