Ogrevalni cevovodi za kroženje morske vode, rezervoarji za dekapiranje za galvansko obdelavo, naprave za obdelavo somornice in kemični reakcijski kotli z-visoko slanostjo so izpostavljeni močni koroziji zaradi kloridnih ionov in šibkih kislinskih medijev. Običajne grelne cevi iz nerjavečega jekla 316 zlahka razvijejo luknjičasto korozijo in poškodbe pasivnega filma pri dolgotrajni-visoki koncentraciji klorida, kar povzroči srednje puščanje in nenačrtovane izpade opreme. Za grelnike s prevleko iz PFA- veljajo stroge temperaturne omejitve, medtem ko kremenčeve cevi niso odporne proti kloridni koroziji in mehanskim poškodbam. Z izjemno odpornostjo proti kloridni koroziji, stabilnim visokim-temperaturnim delovanjem in lahkimi lastnostmi so grelne cevi iz čistega titana vrhunski-proti-korozijski ogrevalni material za težka korozivna delovna okolja. Ta dokument podrobno opisuje njegove osnovne lastnosti materiala, inherentne omejitve uporabe in načela izbire inženirskih materialov, s priloženo kvantificirano horizontalno primerjalno tabelo štirih glavnih ogrevalnih materialov.
1. Prednosti osnovne zmogljivosti materiala iz čistega titana
Titan lahko samodejno tvori gost in stabilen pasivni film titanovega oksida v vodnih raztopinah, ki ima veliko močnejšo odpornost na kloridno-jamičasto korozijo, razpokano korozijo in erozijo z morsko vodo kot nerjavno jeklo 316. Tudi rahle mehanske praske med delovanjem lahko dosežejo hitro samo-popravilo pasivnega filma v morski vodi, slanici in raztopinah za elektrolitsko luženje.
Kar zadeva fizične in mehanske lastnosti, ima čisti titan zmerno natezno trdnost, odlično odpornost proti toplotni utrujenosti in nizko gostoto. Stabilno lahko deluje pri ponavljajočih se ciklih ogrevanja in hlajenja brez deformacije cevi ali zloma tesnila ter podpira upogibanje in obdelavo po meri v posebni-obliki, da se ujema s kompleksnimi postavitvami namestitve. Njegova najvišja dolgoročno-varna delovna temperatura v suhih pogojih doseže 770 stopinj, kar pokriva večino srednje- in visoko-temperaturnih zahtev po industrijskem ogrevanju. Medtem pa titan komaj obori kovinske ione v medij, kar učinkovito zagotavlja čistočo raztopine.
2. Horizontalna primerjalna tabela štirih ogrevalnih komponent
表格
| Vrsta ogrevalne komponente | Odpornost na kloridno korozijo | Največja neprekinjena delovna temperatura | Prilagodljivost kislin-alkalijam | Mehanska trdnost | Stroškovna učinkovitost življenjskega cikla |
|---|---|---|---|---|---|
| Grelna cev iz čistega titana | Odličen, stabilen v-mediju s kloridom visoke koncentracije | 770 stopinj | Primerno za šibke kisline in nevtralne tekočine, neveljavno za vroče koncentrirane močne alkalije | Visoka žilavost,{0}}odporen na vibracije in upogljiv | Visoka začetna naložba, izjemno-dolga življenjska doba v morski vodi in slanici |
| 316 nerjaveče jeklo | Povprečen, nagnjen k luknjanju v visoko-okolju kloridov | 550 stopinj | Uporablja se samo za blago korozivne delovne pogoje | Visoka togost in odpornost proti obrabi | Nizki začetni stroški, kratka življenjska doba v slani vodi |
| Kvarčna grelna cev | Slab, ne more se upreti koroziji kloridnega medija | 1180 stopinj | Samo kemično inerten na eno samo močno kislino | Izjemno krhka, zlahka zlomljiva ob trku | Visoki stroški zamenjave pokvarjenega, samo za statično laboratorijsko uporabo |
| PFA inkapsulirani grelec | Dobra toleranca za medij,-ki vsebuje klorid | 250 stopinj | Popoln za delovne pogoje, ki se izmenjujejo s kislino-alkalijo | Mehka prevleka, ki jo je enostavno preluknjati z ostrimi trdimi predmeti | Srednji stroški, strogo omejeni pod 250 stopinj |
3. Inherentne napake in stroge omejitve uporabe titanovih cevi
Prvič, čisti titan bo utrpel resno enakomerno korozijo, ko bo potopljen v vroče koncentrirane močne alkalije, kot je visoko{0}}raztopina natrijevega hidroksida, zato je prepovedan za delovne pogoje, ki zahtevajo dolgotrajno-visoko{2}}potopitev v močne alkalije. Drugič, mediji, ki vsebujejo fluorovodikovo kislino in -fluorid, bodo neposredno uničili njegov zaščitni pasivni film in povzročili hitro okvaro korozije.
Poleg tega so stroški surovin in globoke obdelave čistega titana veliko višji kot pri nerjavnem jeklu, kar vodi do velikih-kratnih kapitalskih izdatkov. Izbira titanovih cevi za konvencionalne sisteme kroženja vode z nizko-kloridno in blago{3}}korozijo bo povzročila redundanco delovanja in slabe gospodarske koristi. Titan je tudi nagnjen k oksidacijskemu gorenju in adheziji med visoko-temperaturnim varjenjem, kar zahteva profesionalno varilno tehnologijo in strog nadzor postopka.
4. Zaključek in priporočila za inženirsko izbiro
Grelne cevi iz čistega titana so prednostna visoko-zanesljiva rešitev za-korozijsko ogrevanje za kroženje morske vode, odpadne vode z visoko-slanostjo, tekočino za dekapiranje za galvansko obdelavo in druge scenarije dela z visoko-kloridi. Pri izbiri inženirskih materialov se titanove cevi priporočajo kot prva izbira za pomožno opremo za pomorstvo, ogrevanje somornice in dolgo{5}}ciklične zanke za ogrevanje slanice. Pri jedkih medijih, ki vsebujejo vroče močne alkalije in fluor-, je treba zamenjati grelne elemente, inkapsulirane s PFA. Za običajne krožne vodne sisteme z nizko-korozijo ima nerjaveče jeklo 316 boljšo stroškovno učinkovitost. Samo z usklajevanjem sestave medija, delovne temperature in intenzivnosti korozije z značilnostmi materiala je mogoče doseči ravnovesje med stabilnim delovanjem ogrevanja in skupnimi stroški projekta.
