Abrasiv kristallar bilan 80 graduslik 10% fosforik kislotali xom ataladagi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitgichlar uchun-1,5 mm va 2,5 mm qatlam qalinligi o'rtasidagi uzoq muddatli ishlash farqi qanday?

Fosfor kislotasi{0}}ishlab chiqarish xizmatining asosiy savdosi

Nam{0}}fosfor kislotasi ishlab chiqarish natijasida kaltsiy sulfat yarimgidrat yoki digidrat kristallari, reaksiyaga kirishmagan fosfat jinsi zarralari va turli xil metall aralashmalari bilan aralashtirilgan 10% fosfor kislotasi bo'lgan xom atala hosil bo'ladi. Bu muhit o'ziga xos agressivdir, chunki u o'rtacha kislotali muhitni (pH 1-2) 316 zanglamaydigan po'latdan passiv plyonkani buzadigan qattiq zarrachalar bilan birlashtiradi. Fosfor kislotasi kontsentratorlarida yoki hujum tanklarida ishlatiladigan elektr suv isitgichlari bir vaqtning o'zida kimyoviy korroziya va mexanik aşınmaya duch keladi. 1,5 mm dan 2,5 mm gacha bo'lgan g'ilof qalinligi qarori uzoq muddatli ishlash hisobi bo'lib, qalinroq devordagi qo'shimcha metallni kattaroq kesma bilan ishlashning termal va mexanik oqibatlariga qarshi tortish kerak-. Korroziya yagona muammo bo'lgan toza suyuqlik xizmatidan farqli o'laroq, bu dastur ko'p yillik kampaniyalar davomida o'zaro ta'sir qiluvchi ikkita degradatsiya mexanizmini kuzatishni talab qiladi.

Eroziya-Korroziya sinergiyasi va uning qalinligiga bog'liqligi

80 graduslik toza fosfor kislotasida 316 zanglamaydigan po'lat xom kislotada mavjud bo'lgan ftorid va xlorid aralashmalarining kontsentratsiyasiga qarab yiliga taxminan 0,1 - 0,3 mm bir xil korroziya tezligini namoyish etadi. Aşındırıcı kristallar-kaltsiy sulfat yarimgidrat kristallarining qo'shilishi odatda 10-100 mikron o'lchamda va Mohs qattiqligi 2,5-3,0-bo'lishi mumkin bo'lgan degradatsiya mexanizmini sof korroziyadan eroziyaga o'zgartiradi{{2.3} To'qnashuvchi zarralar doimiy ravishda himoya passiv plyonkani olib tashlab, yangi metallni kislotaga ta'sir qiladi. Eroziya{29}}korroziya darajasi shunchaki sof eroziya tezligi va sof korroziya tezligining yig‘indisi emas. Buning o'rniga sinergik ta'sir doimiy passivlangan metallning korroziya tezligi barqaror passiv sirtning korroziya tezligidan ancha yuqori bo'lganda yuzaga keladi. 80 gradusda 5{33}}10% qattiq moddalar bilan 10% fosfor kislotasidagi 316 zanglamaydigan po'lat bo'yicha nashr etilgan ma'lumotlar 1,5 m/s gacha tezlikda eroziya-korroziya tezligini yiliga 0,6-1,2 mm, sof korroziyadan 3-6 baravar yuqori ekanligini ko'rsatadi. 1,5 mm devor qalinligi uchun doimiy eroziya-korroziya ostida teshilish uchun hisoblangan vaqt 1,3-2,5 yilni tashkil qiladi. 2,5 mm devor uchun hisoblangan vaqt 2,1-4,2 yilgacha cho'ziladi. Biroq, bu hisob-kitoblar doimiy eroziya-korroziya tezligini nazarda tutadi. Haqiqatda, devor yupqalashgani sayin, sirtdagi mahalliy kuchlanish taqsimoti o'zgaradi va eroziya tezligi tezlashishi mumkin, chunki yupqaroq devor zarrachalar ta'sirida ko'proq burilib, sirtni tezroq sindiradigan yuqoriroq mahalliy shtammlarni hosil qiladi. Fosfor kislotasi zavodlarining uzoq muddatli ishlash ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, devor qalinligi 1,0 mm dan pastga tushganda eroziya-korroziya darajasi ko'pincha 20-40% ga oshadi. Bu shuni anglatadiki, 2,5 mm devor nafaqat ko'proq metall bilan boshlanadi, balki ushbu tezlashtirish rejimiga kirishdan oldin uzoqroq vaqt davomida ishlaydi.

Kristal ta'sir energiyasi va devor qalinligining mexanik roli

Xom fosfor kislotasi eritmasidagi abraziv kristallar shunchaki sirt bo'ylab sirpanib ketmaydi; ular isitgich atrofidagi oqim sxemasiga qarab turli burchaklarda ta'sir qiladi. Koʻndalang{1}}oqimdagi silindrsimon isitgich trubkasi uchun shlamdagi zarrachalar oldingi chetga-yaqin burchaklarda (yuqori zarba energiyasi, maksimal eroziya) va yon tomonlarga qarash burchaklarida (pastki eroziya) taʼsir qiladi. 1,5 m/s tezlikda harakatlanuvchi kaltsiy sulfat kristalining zarba energiyasi zarracha hajmiga qarab taxminan 0,5{7}}2 mikrojoulni tashkil qiladi. Bu energiya 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan sirtda mikro-plastik deformatsiyaga olib kelishi uchun etarli. Har bir zarbadan plastik deformatsiyalangan qatlamning chuqurligi odatda 1-5 mikronni tashkil qiladi. Millionlab ta'sirlar natijasida materialning umumiy olib tashlanishi charchoq mexanizmi orqali amalga oshiriladi: takroriy ta'sirlar ishning qattiqlashishiga, so'ngra yorilishning boshlanishiga, so'ngra kichik metall parchalarining ajralishiga olib keladi. Materialni olib tashlash tezligi metallning qattiqligiga teskari proportsionaldir va shuningdek, asosiy quyma materialning yorilishsiz zarba energiyasini yutish qobiliyatiga bog'liq. Qalinroq devor ta'sirlangan sirt ostida kattaroq elastik poydevor beradi. 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan elastik modul 193 GPa ni tashkil qiladi va egilishda quvur devorining qattiqligi ma'lum bir tashqi diametr uchun qalinligi kubiga mutanosibdir. 2,5 mm devor 1,5 mm devorga qaraganda taxminan 4,6 marta egilish qattiqligiga ega (2,5³ 1,5³ ga bo'linganda 4,6 ga teng). Bu yuqori qattiqlik zarrachalar ta'sirida dinamik burilishni kamaytiradi, eng yuqori kontakt stressini pasaytiradi va eroziya tezligini pasaytiradi. Fosforli o'simliklar isitgichlarining dala o'lchovlari shuni ko'rsatadiki, 2,5 mm devor quvurlarining oldingi chetida eroziya tezligi bir xil atala sharoitida 1,5 mm devorli quvurlarga qaraganda odatda 20-30% past bo'ladi, bu faqat qattiqlik effekti tufayli.

Fouling xizmatida qalinroq devorning termal ishlashi uchun jazo

Fosfor kislotasi xom atalasi ifloslanish bilan mashhur. Kaltsiy sulfat kristallari isitiladigan yuzalarga cho'kishga moyil bo'lib, quvurni izolyatsiya qiluvchi va issiqlik o'tkazuvchanligini kamaytiradigan shkala hosil qiladi. Shkala hosil bo'lish tezligi kaltsiy sulfatning eruvchanlik egri chizig'iga nisbatan sirt haroratiga bog'liq. G'ilofning 90-95 darajadan yuqori haroratida kaltsiy sulfat gemigidratining eruvchanligi pasayadi va yog'ingarchilik tezlashadi. Vatt zichligi 6 Vt/sm² bo‘lgan 80 graduslik quyma kislotada ishlaydigan 1,5 mm devorli isitgich uchun g‘ilof sirt harorati taxminan 95-100 darajani tashkil qiladi, bu tezlashtirilgan masshtablash chegarasida. Xuddi shu vatt zichligidagi 2,5 mm devor uchun g'ilof harorati 110-120 darajaga ko'tariladi, ya'ni masshtablash rejimiga mos keladi. 2,5 mm devor trubkasida shkala to'planishi 1,5 mm trubkaga qaraganda sezilarli darajada tezroq va qalinroq bo'ladi. Masshtabli qatlam hosil bo'lgach, u o'zining termal qarshiligini qo'shib, o'z-o'zidan mustahkamlovchi pastadir-g'ilofning haroratini yanada yuqoriroq qiladi. Kaltsiy sulfat shkalasi 0,5 mm bo'lgan 2,5 mm devor 4,0 mm devorga teng samarali issiqlik qarshiligiga ega. Bu shkala nafaqat issiqlik o'tkazuvchanligini pasaytiradi, balki quyma kislota kimyosi mahalliy darajada to'planib, korroziyani tezlashtiradigan yoriqlar hosil qiladi. Demak, ikki qalinlik oʻrtasidagi uzoq muddatli -foydalanish farqi shkalani boshqarish mumkinmi yoki yoʻqligiga bogʻliq. Mexanik tozalash (spinnerlar yoki qirg'ichlar) yoki kimyoviy tozalashdan foydalanadigan zavodlarda 2,5 mm devor uzoqroq eroziya-korroziya muddatiga erishishi mumkin. O'lchov to'planishi mumkin bo'lgan o'simliklarda 1,5 mm devor aslida yaxshiroq ishlashi mumkin, chunki uning pastki sirt harorati shkala hosil bo'lishini kechiktiradi va o'lchov paydo bo'lganda, ingichka taglik devori birlashtirilgan devor-plus shkalali qatlam orqali yuqori issiqlik oqimini saqlaydi.

Termal aylanish va differensial kengayish kuchlanishlari

Fosfor kislotasi kontsentratorlari to'plamli tsikllarda yoki intervalgacha oziqlantirish bilan ishlaydi, bu esa isitgichning atrof-muhitdan 80 darajagacha va orqaga termal tsikllarni boshdan kechirishiga olib keladi. Har bir termal tsikl qarshilik simi, magniy oksidi izolyatsiyasi va zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq o'rtasida differentsial kengayish kuchlanishlarini hosil qiladi. Ushbu kuchlanishlarning kattaligi g'ilofning qalinligi bilan mutanosibdir, chunki qalinroq qism termal kengayish va qisqarishga ko'proq qarshilik ko'rsatadi. Haroratning 80 daraja o'zgarishi uchun 316 zanglamaydigan po'latdan erkin kengayish taxminan 0,1% ni tashkil qiladi (16 x 10⁻⁶ / daraja koeffitsienti 80 daraja 0,00128 ga teng). 12 mm tashqi diametrli quvur uchun bu kengayish 0,015 mm. 1,5 mm devor bu kengayishni 2,5 mm devorga qaraganda elastik deformatsiya orqali osonroq joylashtirishi mumkin. Minglab tsikllar davomida qalinroq devor g'ilof va magniy oksidi izolyatsiyasi o'rtasidagi interfeysda yuqori tsiklik stresslarni boshdan kechiradi. Bu izolyatsiyaning yorilishiga olib kelishi mumkin, bu esa dielektrik kuchini pasaytiradi va oxir-oqibat elektr uzilishiga olib keladi. Fosfor zavodlarining uzoq muddatli ishlashi maʼlumotlari shuni koʻrsatadiki, 2,5 mm devorli isitgichlar 3-5 yillik xizmat muddatidan keyin 1,5 mm devor isitgichlariga qaraganda, hatto 2,5 mm devorda yetarlicha metall qalinligi qolgan boʻlsa ham, elektr nosozliklari (izolyatsiya buzilishi) koʻproq boʻladi. Qalinroq devor termal charchoq muddati uchun korroziya-eroziya muddatini almashtiradi.

Uzoq{0}}muddatli samaradorlikni taqqoslash xulosasi

Qalinlikni tanlashdan tashqari amaldagi umrni uzaytirish strategiyalari

Hech qanday qobiq qalinligining o'zi fosfor kislotasi atala muammosini hal qilmaydi. Bir-birini to'ldiruvchi uchta strategiya isitgichning ishlash muddatini faqat qalinlikka asoslangan prognozlardan tashqari uzaytirishda samarali ekanligini isbotladi. Birinchidan, oqimni boshqarish: isitgich quvurlarini perpendikulyar emas, balki atala oqimiga parallel ravishda yo'naltirish zarba burchaklarini kamaytiradi va eroziya tezligini 40-60% ga kamaytiradi. Ikkinchidan, sirtni qattiqlashtirish: 316 zanglamaydigan po'latdan sirtni azotlash yoki borlash sirt qattiqligini 200 HV dan 800 -1000 HV gacha oshiradi va issiqlik qarshiligini oshirmasdan eroziya tezligini keskin kamaytiradi. Sirtdan qattiqlashtirilgan 1,5 mm trubka ishlov berilmagan 2,5 mm trubkadan ikki baravar ko'proq xizmat qilishi mumkin. Uchinchidan, o'lchovni nazorat qilish: massa kislotasi haroratini 75 darajadan past darajada ushlab turish yoki poliakrilatlar kabi shkala inhibitörlerini qo'shish qobiq yuzasini kaltsiy sulfat yog'ingarchilik chegarasidan pastroq ushlab turadi, bu esa yupqaroq, termal jihatdan samaraliroq devorlardan foydalanishga imkon beradi. Ba'zi o'simliklar besh yil yoki undan ko'proq vaqt davomida sirt qotib qoladigan va shkalani inhibe qiluvchi 1,2 mm devor isitgichlarini muvaffaqiyatli ishlatib, shkaladan haddan tashqari qizib ketishdan ishlamay qolgan, ishlov berilmagan 2,5 mm isitgichlardan ustun keldi.

Xulosa: Ishlash shartlari bilan oqlangan ishlash farqi

80 graduslik 10% fosforik kislotali xom ataladagi 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan isitgichlar uchun 1,5 mm va 2,5 mm qatlam qalinligi-o'rtasidagi uzoq muddatli ishlash farqi qalinroq devor uchun oddiy afzallik emas. 2,5 mm devor uzluksiz, past masshtablash xizmatida eroziyadan-1,5{9}}2,0 baravar uzoqroq ishlashni ta'minlaydi, lekin shkalani tezlashtiradigan yuqori sirt harorati va termal charchoq muddatini pasaytirishdan aziyat chekadi. 1,5 mm devor yaxshi termal unumdorlikni, pastroq miqyoslash tendentsiyasini va uzoqroq termal charchoq muddatini ta'minlaydi, ammo eroziya{18}}korroziya uchun kamroq metall zaxirasiga ega. Ko'pgina fosfor kislotasi ishlab chiqaradigan zavodlar uchun optimal qalinlik bu chegaralar orasida taxminan 1,8-2,0 mm bo'lib, sirt qotib qolish va masshtabni nazorat qilish choralari bilan birlashtirilgan. Ikkalasidan birini tanlashga majbur bo'lganda, yaxshi o'lchov nazorati va uzluksiz ishlaydigan zavod eroziya-korroziya muddatini maksimal darajada oshirish uchun 2,5 mm devorni tanlashi kerak. To'plamda ishlaydigan, tez-tez termal tsikli yoki cheklangan ohangni tozalash qobiliyatiga ega bo'lgan zavod, shkala va termal charchoqning buzilishini oldini olish uchun 1,5 mm devorni tanlashi kerak. Spetsifikatsiya har doim sirtni tozalash talablari va oqim yo'nalishi tafsilotlarini o'z ichiga olishi kerak, bu oddiy qalinlikni tanlashni keng qamrovli atala bilan ishlaydigan isitgich dizayniga aylantiradi.