Офшорните отоплителни системи с циркулираща морска вода, резервоарите за ецване с галванопластика, оборудването за пречистване на солена вода и високо{0}}хлоридните химически реакционни съдове са изправени пред сериозна ерозия от масивни хлоридни йони и слаба киселинна среда. Конвенционалните нагревателни тръби от неръждаема стомана 316 са уязвими на точкова и цепнатина корозия при дългосрочна-среда с висока-концентрация на хлорид, което води до бърза перфорация и повреда на оборудването. Нагревателните тръби с PFA- покритие са ограничени от максималната температура от 250 градуса и не могат да задоволят средно{8}}до -високотемпературни производствени процеси. Кварцовите нагревателни тръби се развалят напълно, след като бъдат изложени на алкални течности и са подходящи само за еднократна{11}}киселинна употреба в лаборатория. Нагревателните тръби от чист титан разчитат на стабилен и компактен пасивен филм от титанов оксид за постигане на изключителна устойчивост на хлоридна корозия, превръщайки се в предпочитан анти{13}}корозионен нагревателен консуматив за физиологичен разтвор, саламура и не-окисляващи киселинни работни условия. Този документ разработва основните предимства на материала, присъщите ограничения на употребата и стандартизираните инженерни правила за избор, с приложена количествена хоризонтална таблица за сравнение на четири основни нагревателни материала.
1. Основни предимства на чистия титанов материал
Титанът може спонтанно да образува плътен, неразтворим пасивен филм от титанов диоксид във воден разтвор, който има изключително силна толерантност към нахлуването на хлоридни йони, решавайки основно фаталния дефект на неръждаемата стомана, корозирала от солена вода и саламура. Дори при дългосрочно-потапяне в морска вода, подпочвена солена вода и-съдържащ хлор ецващ разтвор, тялото на тръбата няма да предизвика точкова корозия и корозия на пукнатини.
По отношение на термичните и механичните свойства неговата-дългосрочна безопасна работна температура достига 770 градуса, далеч надхвърляйки температурната граница на флуоропластични капсуловани нагреватели. Материалът има добра издръжливост, устойчивост на вибрации и устойчивост на деформация, може да се адаптира към работната среда на изтъркване с циркулационна течност на помпата и вибрации при разбъркване на резервоара и не е лесно да се счупи като крехките кварцови тръби. Междувременно пасивният филм има определена способност за само-възстановяване след лека повреда от надраскване, подобрявайки стабилността при дългосрочна-продължителна работа.
2. Хоризонтална таблица за сравнение на производителността на четири нагревателни компонента
表格
| Тип нагревателен компонент | Устойчивост на хлоридни йони на корозия | Максимална дългосрочна-работна температура | Алкална средна адаптивност | Устойчивост на механичен удар | Икономика на целия жизнен цикъл |
|---|---|---|---|---|---|
| Нагревателна тръба от чист титан | Отлично, отлично анти-корозия от морска вода и саламура | 770 градуса | Лошо, уврежда се бързо в горещ концентриран силен алкал | Висока издръжливост, анти{0}}вибрации и анти-надраскване | Висока цена на суровината, ограничена приложима среда |
| 316 неръждаема стомана | Общ, лесен за ядене при високо съдържание на хлорид | 550 градуса | Средна устойчивост на слаби основи | Силна устойчивост на износване и удар | Ниска първоначална цена, кратък експлоатационен живот в солена вода |
| Кварцова нагревателна тръба | Лоша, без насочена хлоридна защита | 1180 градуса | Напълно невалиден в алкална течност | Изключително крехък, лесен за напукване | Висока цена на подмяна след счупване |
| PFA капсулована нагревателна тръба | Добър изолационен ефект преди повреда на покритието | 250 градуса | Добър за редуване на киселина и основа | Слаб, лесен за пробиване от твърди отломки | Умерена цена, само за нискотемпературна композитна корозия |
3. Присъщи дефекти и строги ограничения за приложение на титаниеви тръби
На първо място, чистият титан има очевидна алкална непоносимост: при условия на висока температура и концентрирана силна основа, като разтвор на натриев хидроксид, пасивният филм ще се разтваря непрекъснато, което води до равномерна цялостна корозия на стената на тръбата, така че е строго забранено за дългосрочно-накисване в гореща силна основа и киселинна-основа, редуващи се при чести превключващи работни условия.
Второ, титанът не може да устои на силна окислителна азотна киселина с висока -концентрация, флуор{1}}съдържащ среден и сух хлорен газ, което ще причини бърза повреда на корозията. В допълнение, цената на титановия материал е много по-висока от тази на неръждаемата стомана, което води до по-високи-разходи за еднократна доставка, не-рентабилни за конвенционални случаи с ниска-хлоридна лека корозия.
4. Заключение и предложения за инженерен избор
Нагревателните тръби от чист титан са оптималният избор за солен разтвор с високо-хлориди, циркулация на морска вода, течност за ецване за галванопластика и не-окисляващи системи за средно нагряване със слаба киселина. В ранния етап на проектиране на схемата трябва да се потвърди, че средата не съдържа силно-температурни концентрирани алкални и-съдържащи флуор вещества. За високо{6}}температурен алкален процес, ниско-температурна киселинно-основно променлива среда и свръх-реакция на чисто киселинно пречистване с ултра-висока температура, нагревателни тръби с PFA капсула или кварцови нагревателни тръби могат да бъдат избрани като алтернативни схеми. Научното съпоставяне на характеристиките на материала с работните условия на процеса може да осигури дългосрочна-безопасна работа на отоплителното оборудване и да контролира разумно цялостните инвестиции в проекта.
