Kāpēc titāna elektriskajā sildītājā, ko izmantoja, lai 20% nātrija bikarbonāta suspensiju uzturētu 60 grādu temperatūrā, sildītājs ātrāk sabojājas no bikarbonāta kristālu noberšanās, nevis elektroķīmiskās korozijas?
Atstāj ziņu
20% nātrija bikarbonāta (NaHCO₃) suspensijā 60 grādu temperatūrā šķīduma karsēšanas laikā izgulsnējas bikarbonāta kristāli. Šo kristālu Mosa cietība ir 2,5–3,0, kas ir mazāka par titāna cietību (3,5–4,0), taču plūsmas apstākļos tie izraisa abrazīvu nodilumu. Nodiluma ātrums (0,2–0,5 mm gadā) pārsniedz elektroķīmiskās korozijas ātrumu (0,01–0,05 mm gadā) par 10–20 ×, padarot nobrāzumu par dominējošo atteices mehānismu.
Kvantitatīvā noberšanās pret elektroķīmisko koroziju
20% NaHCO₃ suspensijā 60 grādu temperatūrā, 2 m/s plūsma:
| Mehānisms | Materiāla noņemšanas ātrums (mm/gadā) | Ieguldījums neveiksmēs (%) |
|---|---|---|
| Elektroķīmiskā korozija | 0.01–0.05 | 5–10 |
| Nobrāzums (kristāla trieciens) | 0.15–0.35 | 60–75 |
| Erozija{0}}korozija (sinerģija) | 0.05–0.15 | 15–30 |
| Kopā | 0.25–0.55 | 100 |
Cieto vielu koncentrācijas un plūsmas ātruma ietekme
| Bikarbonāta cietās vielas (masas%) | Plūsmas ātrums (m/s) | Nodiluma ātrums (mm/gadā) | Kopējie materiāla zudumi (mm/gadā) |
|---|---|---|---|
| 10 | 1 | 0.08–0.15 | 0.12–0.22 |
| 20 | 1 | 0.12–0.25 | 0.18–0.35 |
| 20 | 2 | 0.20–0.40 | 0.25–0.55 |
| 30 | 2 | 0.30–0.55 | 0.40–0.70 |
| 20 | 3 | 0.35–0.65 | 0.45–0.80 |
Rokasgrāmata aizsardzībai pret nodilumu
| Vircas stāvoklis | Ieteicamā aizsardzība | Paredzamais kalpošanas laiks (1,5 mm siena) |
|---|---|---|
| Zems cietvielu daudzums (<10%), low velocity (<1 m/s) | Nav | 5-8 gadi |
| Vidēji cietas vielas (10–20%), mazs ātrums | Ciets{0}}apsegs (TiN pārklājums) | 3-5 gadi |
| High solids (>20%), mērens ātrums (1–2 m/s) | Nomaināma nodiluma uzmava | 2-3 gadi |
| Severe (>20%, >2 m/s) | Pārprojektēšana: samaziniet ātrumu | 1-2 gadi |
Inženierzinātņu ieteikums
Bikarbonāta vircas izmantošanai samaziniet plūsmas ātrumu zem 1 m/s un samaziniet cieto vielu koncentrāciju. Uz sildītāja virsmas uzlieciet TiN pārklājumu (cietība 2000 HV), lai tas būtu izturīgs pret nodilumu. Kontrolējot abrazīvo nodilumu, inženieris pievēršas dominējošajam atteices mehānismam.
