Qaynayotgan azot kislotasi idishida (masalan, 105-110 daraja haroratda 20-30% HNO₃) gorizontal o'rnatilgan PFA isitgichi 3-6 oy ichida doimiy ravishda yuqori sirtda aylana yoriqlarini hosil qiladi, xuddi shu xizmatdagi vertikal ravishda o'rnatilgan isitgich esa 2-3 yil davom etishi mumkin. Buzilish bug 'qoplamasi, mahalliy haddan tashqari qizib ketish va tezlashtirilgan oksidlovchi degradatsiyaning kombinatsiyasidan kelib chiqadi. Qaynatish paytida hosil bo'lgan pufakchalar ko'tariladi va gorizontal trubaning yuqori qismida to'planib, PFAni izolyatsiya qiluvchi doimiy bug 'qatlamini hosil qiladi. Yuqori sirt harorati odatdagi 115-120 darajadan 180-250 darajaga ko'tariladi, pastki qismi esa suyuqlik bilan sovutiladi. Adyol ostida ushlangan nitrat kislota bug'i konsentratsiyalanadi va PFA ni agressiv oksidlaydi. Natijada tez mo'rtlashish, yorilish va oxir-oqibat teshilish paydo bo'ladi. Gorizontal yo'nalish asosan kislotalarni qaynatish uchun mos kelmaydi; vertikal o'rnatish kuchli afzallik beriladi.
Gorizontal isitgichlarda bug 'qoplamasi mexanizmi
Yadroli qaynatish jarayonida bug 'pufakchalari isitgichning butun yuzasi bo'ylab hosil bo'ladi. Vertikal isitgichda pufakchalar tez ajralib chiqadi va ko'tariladi, sirtni supuradi va suyuqlik bilan aloqa qiladi. Gorizontal isitgichda pastki yarmida hosil bo'lgan pufakchalar ko'tarilib, yuqori yarmiga tegib, u erda doimiy yoki yarim uzluksiz bug 'qatlamiga birlashadi. Bug 'qoplamasi ostidagi issiqlik uzatish koeffitsienti 5000-10 000 Vt / m² · K (suyuqlik qaynoq) dan 100-300 Vt / m² · K (bug 'plyonkasi) ga tushadi. 3 Vt/sm² (30 000 Vt/m²) doimiy issiqlik oqimi uchun bug 'qoplamasi ostidagi sirt harorati T_surface=T_fluid + q/s=110 + 30,000/200=260 darajaga ko'tariladi. Bu PFA ning xavfsiz doimiy foydalanish haroratidan (200 daraja) oshadi va erish nuqtasiga (305 daraja) yaqinlashadi. PFA yumshaydi, nitrat kislota bug'ida tez oksidlanadi va termal stress ostida yorilib ketadi.
Yuqori sirt, shuningdek, vaqti-vaqti bilan namlashdan tsiklik stressni boshdan kechiradi. Bug 'qobig'i hosil bo'lishi va qulashi bilan harorat har bir necha soniyada 110 daraja va 260 daraja oralig'ida aylanadi. Ushbu termal zarba minglab tsikllar (kunlardan haftalargacha) ichida aylana yoriqlarini hosil qiladi.
Samaradorlikni taqqoslash: Gorizontal va vertikal qaynatishda 25% HNO₃ 108 darajada
| Orientatsiya | Yuqori sirt harorati (daraja) | Pastki sirt harorati (daraja) | Yoriq boshlanishi (oylar) | Dominant nosozlik rejimi | Nisbiy hayot |
|---|---|---|---|---|---|
| Gorizontal (25 mm OD) | 210–260 | 115–125 | 3–6 | Yuqorida aylana yoriqlari | 1.0× |
| Majburiy aylanish bilan gorizontal (0,5 m/s) | 160–190 | 130–140 | 8–12 | Umumiy buzilish | 2.0× |
| Vertikal (bir xil isitgich) | 115–125 | 115–125 | 24–36 | Bir xil qarish | 6–8× |
| Bug 'qalqonli gorizontal (teshilgan metall qopqoq tepasida) | 130–150 | 120–130 | 18–24 | Qalqon chetlarida korroziya | 4–5× |
| Gorizontal, 1,5 Vt/sm² gacha tushirilgan | 150–180 | 110–120 | 12–18 | Hali ham yoriqlar | 3× |
Nima uchun nitrat kislota zararni tezlashtiradi
Nitrat kislota kuchli oksidlovchi moddadir. 200 daraja haroratda HNO₃ bug'i zanjir uchlarini oksidlash va karbonil ftorid guruhlarini yaratish orqali PFA ni tezda buzadi. Sirt mo'rt bo'ladi (qattiqlik 66 dan 78 Shore D gacha oshadi) va mikro yoriqlar paydo bo'ladi. Aksincha, toza suv yoki oksidlovchi bo'lmagan{6}}kislotalar sekinroq parchalanishga olib keladi. Bug 'qoplamasi va nitrat kislota birikmasi o'z-o'zidan tezlashuvchi nosozlik siklini yaratadi: bug' qoplamasi haroratni ko'taradi, bu oksidlanishni tezlashtiradi, bu esa sirt pürüzlülüğünü oshiradi, bu esa bug' qoplamasini mustahkamlaydi.
Maydonga misol
Kimyo zavodi 6 kVt quvvatga ega PFA isitgichini gorizontal ravishda 2000 L qaynoq 25% HNO₃ (108 daraja) idishga o'rnatdi. 4 oydan so'ng, isitish moslamasi er yorig'i ustida ishladi. Tekshiruv natijasida ustki yuzasida 5 sm uzunlikdagi aylanasimon yorilish aniqlangan, kuchli sarg'ish va mo'rtlashgan. Xuddi shu zavodda 30 oy davomida ishlamay qolgan bir xil tankdagi vertikal isitgich mavjud edi. Zavod gorizontal isitgichni vertikal o'rnatish bilan almashtirdi va boshqa erta nosozliklarni boshdan kechirdi. Ular endi har qanday qaynoq kislota xizmati uchun gorizontal o'rnatishni taqiqlaydi.
Kerakli gorizontal o'rnatish uchun yumshatish
Agar gorizontal yo'nalishni oldini olishning iloji bo'lmasa (sayoz tanklar, bo'sh joy cheklovlari), uchta chora yuqori sirt yorilishi xavfini kamaytiradi:
Bug 'qalqonini o'rnating: Isitgichdan 10-20 mm balandlikda joylashgan teshilgan zanglamaydigan po'latdan yasalgan plastinka (5 mm teshiklar, 40% ochiq maydon) qabariqning birlashishini buzadi va doimiy bug 'adyolini oldini oladi. Qalqon xuddi shunday haroratda ishlaydi, lekin metalldir, oksidlanishga moyil emas.
Vatt zichligini kamaytiring: Ustki sirt haroratini 150 darajadan past ushlab turish uchun 1,5 Vt/sm² dan kam yoki unga teng ishlang.
Majburiy aylanishni qo'shing: A recirculation pump or agitator with velocity >0,3 m/s pufakchalarni birikishidan oldin ustki yuzadan uzoqlashtiradi.
Har hafta isitgichni 180 daraja aylantiring: Termal stressni taqsimlaydi, lekin faqat muvaffaqiyatsizlikni kechiktiradi.
Xulosa: Qaynayotgan nitrat kislotada gorizontal o'rnatish yuqori yuzaning tez yorilishiga olib keladi
Qaynayotgan nitrat kislotali idishga gorizontal ravishda o'rnatilgan PFA isitgichi bug' qoplamasi tufayli 3-6 oy ichida yuqori sirtda aylana yoriqlarini hosil qiladi. Pufakchalar yuqori qismida to'planib, izolyatsion bug 'qatlamini hosil qiladi, bu PFA haroratini 200 darajadan yuqori ko'taradi, oksidlovchi parchalanishni va termal zarba yorilishini tezlashtiradi. Vertikal yo'nalish bug 'adyolini yo'q qiladi, isitgichning ishlash muddatini 2-3 yilgacha uzaytiradi. Qaynayotgan kislotalar uchun gorizontal o'rnatishdan qochish kerak. Agar muqarrar bo'lsa, bug 'qalqonlarini qo'shing, vatt zichligini kamaytiring yoki majburiy aylanishdan foydalaning. Qaynayotgan kislotadagi gorizontal isitgichning yuqori yuzasi - bu sodir bo'lishini kutayotgan muvaffaqiyatsizlik. Uni vertikal ravishda o'rnating yoki tez-tez almashtiring.
