Oksidlovchi xlorid muhiti
Eritilgan temir xloridni o'z ichiga olgan issiq xlorid kislotasi kimyoviy jarayon sanoatidagi eng agressiv muhitlardan biridir. Qaytaruvchi kislota (HCl), kuchli oksidlovchi (Fe³⁺) va yuqori xlorid konsentratsiyasining kombinatsiyasi bir vaqtning o'zida bir nechta mexanizmlar orqali ko'pchilik metallarga hujum qiladigan sharoitlarni yaratadi.
Hastelloy B-3 - nikel{5}}molibden qotishmasi, barcha konsentratsiyalarda va qaynash nuqtasigacha bo'lgan haroratlarda sof xlorid kislotaga chidamlilik uchun maxsus ishlab chiqilgan. Uning yuqori molibden miqdori (taxminan 28%) qaytaruvchi kislotalarga ajoyib qarshilik ko'rsatadi. Qotishma ko'plab HCl bilan ishlov berish uchun tanlangan materialdir.
Biroq, Hastelloy B-3 juda muhim zaiflikka ega: u oksidlovchi aralashmalarga toqat qilmaydi. HCl tarkibida temir xlorid (FeCl₃) mavjudligi, hatto 50-100 ppm gacha bo'lgan konsentratsiyalarda ham korroziyani keskin tezlashtirishi mumkin. Temir ioni korroziya potentsialini qotishmadagi himoya passiv plyonka beqaror bo'lgan hududga o'tkazadi.
PTFE HCl, FeCl₃ va ularning kombinatsiyasiga qarshi immunitetga ega. Shishish uchun korroziya potentsiali yo'q, beqarorlik uchun passiv plyonka yo'q. Ushbu muhitda Hastelloy B-3 va PTFE o'rtasidagi taqqoslash metall korroziyadan himoya qilishning asosiy cheklanishini ko'rsatadi.
Hastelloy B-3 da oksidlovchi{0}}induktsiyalangan korroziya mexanizmi
Hastelloy B-3 molibden oksidiga boy passiv plyonka hosil qilish orqali sof HCl ga qarshi turadi. Qaytaruvchi sharoitlarda{3}}HCl erigan kislorodsiz yoki oksidlovchi metall ionlarisiz - bu plyonka barqaror. Qotishma 20% HCl qaynayotganda yiliga 0,025 mm dan past tezlikda korroziyaga uchraydi.
Temir xlorid kabi oksidlovchi mavjud bo'lganda, korroziya potentsiali 200-400 mV ga olis yo'nalishda siljiydi. Ushbu yuqori potentsialda molibdenga boy passiv plyonka termodinamik jihatdan beqaror bo'ladi. U eriydi. Asosiy qotishma, endi depassiv bo'lib, faol ravishda korroziyaga uchraydi. Korroziya darajasi 10-100 marta oshishi mumkin.
Temir xloridning o'zi korroziya reaktsiyasida ishtirok etadi. Metall yuzasida temir ioni temir ioniga qaytariladi: Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺. Metall elektronni eritish orqali beradi: Ni → Ni²⁺ + 2e⁻. Aniq reaktsiya qotishmaning oksidlovchi erishi bo'lib, temir/temir oksidlanish-qaytarilish aylanishi bilan katalizlanadi.
| Korroziya parametri | Hastelloy B-3 | PTFE |
|---|---|---|
| Korroziyadan himoya qilish mexanizmi | Mo-boy passiv film | O'ziga xos C-F bog'lanish barqarorligi |
| 80 gradusda 20% HCl da korroziya darajasi, 0 ppm Fe³⁺ (mm/yil) | <0.025 | 0 |
| Korroziya darajasi 20% HCl da 80 daraja, 100 ppm Fe³⁺ (mm/yil) | 0.1-0.5 | 0 |
| Korroziya darajasi 20% HCl da 80 daraja, 500 ppm Fe³⁺ (mm/yil) | 0.5-2.0 | 0 |
| 80 gradusda 20% HCl da korroziya darajasi, 2000 ppm Fe³⁺ (mm/yil) | 2,0-10,0 (tezkor) | 0 |
| Oksidlovchi kontsentratsiyasini kuzatish talabi | Tanqidiy | Yo'q |
| Oksidlovchi ekskursiyaning oqibati | Tez, potentsial halokatli korroziya | Natija yo'q |
Ekskursiya stsenariysi
Temir xlorid HCl ga bir necha yo'llar bilan kirishi mumkin. Yuqori oqimdagi po'lat uskunaning korroziyasidan kelib chiqqan temir ifloslanishi kislotada eriydi va temir holatiga oksidlanadi. Temirli{2}}xom ashyo eriydigan va oksidlovchi temirni kiritadi. Ba'zi jarayonlarda temir xlorid reaktsiya mahsulotidir yoki ataylab qo'shiladi.
Hastelloy B-3 issiqlik almashtirgichi "sof" HCl da qoniqarli ishlaydi, agar temirning ifloslanishi natijasida temir ioni konsentratsiyasi chegaradan yuqori bo'lsa, tez korroziyaga duchor bo'lishi mumkin. Korroziya mikrotuzilmasi asosiy metalldan farq qiladigan payvandlash joylarida yoki qistirmalari yoki cho'kindilari ostidagi yoriqlarda boshlanishi mumkin.
Bir oksidlovchi ekskursiyadan kelib chiqqan zarar issiqlik almashtirgichni almashtirishni talab qilishi mumkin. Ekskursiya qisqa va aniqlanmagan bo'lishi mumkin-kislota rangi past temir konsentratsiyasida sezilarli darajada o'zgarmasligi mumkin. Muammoning birinchi belgisi oqish bo'lishi mumkin.
Monitoring va nazorat qilish talabi
HCl xizmatidagi Hastelloy B-3 oksidlovchi kontsentratsiyasini doimiy yoki tez-tez kuzatib borishni talab qiladi. Oksidlanish-qaytarilish potentsialini o'lchash eritmaning oksidlanish xususiyatini haqiqiy-vaqt ko'rsatishini ta'minlaydi. Rivojlanish-qaytarilish potentsiali ortib borayotgan oksidlovchi kontsentratsiyasini va korroziya chegarasiga yaqinlashishni anglatadi. Oksidlanish-qaytarilish potentsiali belgilangan qiymatdan oshib ketganda, oksidlovchini kamaytirish uchun tuzatuvchi chora-kimyoviy qo'shilishi yoki jarayonni sozlash kerak.
Ushbu monitoring va nazorat infratuzilmasi jarayonga xarajat va murakkablikni oshiradi. Shuningdek, u jarayonning xavf nuqtasini ham kiritadi: agar monitoring muvaffaqiyatsiz bo'lsa yoki tuzatuvchi harakat kechiktirilsa, issiqlik almashtirgich xavf ostida.
PTFE bu infratuzilma va xavfni yo'q qiladi. Korroziyani nazorat qilish uchun oksidlovchi monitoringi talab qilinmaydi. Issiqlik almashtirgich har qanday temir xlorid konsentratsiyasida noldan to'yingangacha xavfsiz ishlaydi.
Xulosa
PTFE issiqlik almashtirgichlari barcha oksidlovchi konsentratsiyalarda erigan temir xloridni o'z ichiga olgan issiq HCl ga so'zsiz chidamli bo'ladi, Hastelloy B-3-sof HCl uchun asosiy qotishma-temir ioni konsentratsiyasi 50-000ppm dan oshganda tezlashtirilgan korroziyaga uchraydi. Oksidlovchi molibdenga boy passiv plyonkani beqarorlashtiradi, korroziya tezligini 10-100 × ga oshiradi. PTFE oksidlovchini kuzatish zaruratini va oksidlovchi ekskursiyasidan kelib chiqadigan halokatli korroziya xavfini yo'q qiladi. Temir ifloslanishi yoki qasddan temir xlorid qo'shilishi mavjud bo'lgan HCl xizmatida PTFE pastroq xavfli material tanlovidir.
HCl-FeCl₃ xizmatida PTFE issiqlik almashtirgich spetsifikatsiyasi uchun muhandislik yordami kislota kontsentratsiyasi, temir ioni kontsentratsiyasi (normal va ekskursiya), ish harorati va joriy uskunaning korroziya tarixini taqdim etganda mavjud.
