Potopni grelniki iz titana se pogosto uporabljajo v alkalnih grelnih rezervoarjih srednje-koncentracije, krožečih sistemih za alkalno čiščenje in procesnih enotah za visoko{1}}temperaturno umiljenje. Titan na splošno velja za stabilnega v alkalnem okolju pri običajnih temperaturah. Vendar pa je pod dolgotrajnimi -visoko{5}}temperaturnimi pogoji alkalne nasičenosti prvotni gosti amorfni pasivni film TiO₂ podvržen rekristalizacijski fazni transformaciji. Rekristalizirana oksidna plast tvori ohlapne, porozne kristalne grozde s slabo zaščito, ki izgubi prvotno sposobnost samo-zdravljenja. Običajni preizkusi odpornosti-na alkalne odpornosti pri sobni{10}}temperaturi ne morejo simulirati degradacije rekristalizacije filma, ki jo povzroča-hidrooksid-visoka temperatura.
Ko se alkalna raztopina segreje na visoko temperaturo in doseže nasičenost s hidroksidom, čezmerni OH⁻ ioni nenehno vdirajo v rešetko titanovega pasivnega filma. Dolgotrajna-preureditev mrežne mreže pretvori gost amorfni oksid v ohlapen kristalinični titanov oksid. Rekristaliziran film ima številne mikro-pore in vrzeli v zrnih, kar omogoča jedkim nečistočam v raztopini neposreden stik s kovinsko matrico. Za razliko od enakomernega redčenja filma je ta napaka strukturna fazna sprememba pasivnega filma, ki temeljito uniči elektrokemični zaščitni sistem titana.
V zgodnji uporabi ima površina titanovega plašča enotno mlečno belo megleno razbarvanje brez lukenj ali luščenja. Operaterji pogosto menijo, da je to neškodljiv-nastanek oksida pri visoki temperaturi. Pravzaprav je bila rekristalizacija pasivnega filma in strukturno rahljanje končano. Pri neprekinjenem delovanju ioni nečistoč prodrejo v porozni film, kar povzroči podpovršinske luknjičaste luknje in postopno tanjšanje sten. Sčasoma pride do predrtja ovoja in okvare grelnika nenadoma brez očitnih opozorilnih znakov pred-okvaro.
Učinkoviti inženirski ukrepi preprečujejo neuspeh rekristalizacije filma. Kontrolirajte alkalnost raztopine, da preprečite prenasičenje hidroksida pri visoki temperaturi. Optimizirajte moč ogrevanja, da preprečite fazni prehod filma,-ki ga povzroča lokalno pregrevanje. Izvajajte redno kislinsko aktivacijsko pasivacijo, da obnovite gost zaščitni film. Izvedite mikroskopsko detekcijo strukture filma med remontom opreme.
|
Vrsta grelnika |
Tveganje alkalno povzročene rekristalizacije filma |
Mehanizem razgradnje jedra |
Diagnostična funkcija v-zgodnji fazi |
Ključni blažilni inženirski ukrep |
|---|---|---|---|---|
|
Titan |
visoko |
Visok{0}}nasičen hidroksid povzroči rekristalizacijo filma TiO₂; gost film se spremeni v ohlapno porozno kristalno strukturo |
Enakomerno mlečno belo megleno razbarvanje površine |
Nadzor nasičenosti alkalnosti; izogibajte se lokalnemu pregrevanju; redno pasivno popravilo; mikroskopsko filmsko odkrivanje |
|
Nerjaveče jeklo 316L |
Srednje |
Visoko{0}}alkalno okolje pospeši raztapljanje kromovega filma in enakomerno korozijo |
Temna enotna površinska oksidacija |
Strogo nadzorujte koncentracijo alkalij in delovno temperaturo |
|
Taljeni kremen |
Srednje |
Visok{0}}nasičena alkalija pospeši raztapljanje kremena in površinsko erozijo |
Rahla površinska meglica in hrapavost |
Izogibajte se dolgotrajnemu -alkalnemu namakanju- pri visoki temperaturi |
|
PFA-obložen |
Zanemarljivo |
Material PFA je odporen na visoko-temperaturno alkalno erozijo brez strukturnih sprememb |
Brez nepravilnosti na površini |
Konvencionalno redno vzdrževanje |
Zaključek:Alkalna stabilnost pri sobni-temperaturi ne more zagotoviti varnosti titana v visoko{1}}temperaturno nasičenih alkalnih sistemih. Hidroksid-inducirana pasivna rekristalizacija filma je edinstven način strukturne okvare. Nadzor nasičenosti alkalnosti in redno popravilo filma sta bistvena zaščitna ukrepa.
