بالنسبة لقضيب تسخين التيتانيوم المستخدم لإذابة شمع البارافين عند 80 درجة مع ارتفاع درجة الحرارة في بعض الأحيان إلى 120 درجة، ما هو وقت التسخين التراكمي الحرج (بالساعات) قبل أن يتحلل الشمع إلى أحماض كربوكسيلية تهاجم التيتانيوم؟بالنسبة لقضيب تسخين التيتانيوم المستخدم في إذابة شمع البارافين عند 80 درجة مع ارتفاع درجة الحرارة في بعض الأحيان إلى 120 درجة، ما هو وقت التسخين الزائد التراكمي الحرج (بالساعات) قبل أن يتحلل الشمع إلى أحماض كربوكسيلية تهاجم التيتانيوم؟
ترك رسالة
يتم صهر شمع البارافين عند درجة حرارة 80 درجة للعديد من العمليات الصناعية مثل إنتاج الشموع والصب الاستثماري والطلاءات. تنطبق قضبان الحرارة المصنوعة من التيتانيوم على هذه الخدمة في درجات حرارة التشغيل العادية. في بعض الأحيان يحدث ارتفاع درجة الحرارة إلى 120 درجة مئوية بسبب فشل منظم الحرارة أو ضعف نقل الحرارة مما يؤدي إلى التدهور الحراري لشمع البارافين. يؤدي هذا التحلل إلى ظهور الأحماض الكربوكسيلية، بما في ذلك الأحماض الخليك والفورميك والإستياريك، بسبب عمليات الأكسدة والتكسير. تهاجم هذه الأحماض طبقة التيتانيوم السلبية وتسبب التنقر والتآكل الموحد. وقت التسخين التراكمي الحاسم هو 100 ساعة عند 120 درجة قبل أن يصبح تركيز الحمض عدوانيًا. يزيد تركيز الحمض عن 500 جزء في المليون ويزداد معدل تآكل التيتانيوم من أقل من 0.01 ملم سنويًا إلى 0.1-0.3 ملم سنويًا إذا تم تجاوز العتبة.
آلية تحلل البارافين وتكوين الحمض عند درجات حرارة عالية
شمع البارافين ثابت عند 80 درجة ولا يتحلل بشكل كبير. عند درجة 120 درجة تحدث الأكسدة الحرارية: تتفاعل هيدروكربونات البارافين (C20-C40) مع الأكسجين المذاب فيه لتكوين الكحولات والألدهيدات وأخيراً الأحماض الكربوكسيلية. يحدث التفاعل من خلال عملية جذرية حرة. الأحماض الناتجة تسبب تآكل التيتانيوم لأنها تجمع بين أيونات التيتانيوم وتدمر الطبقة السلبية. وتشير علاقة أرهينيوس إلى أن معدل التدهور يتضاعف تقريباً لكل زيادة بمقدار 10 درجات في درجة الحرارة فوق 100 درجة. بمجرد أن يتم توليد الأحماض فإنها تبقى في الشمع وسوف تستمر في إتلاف سطح التيتانيوم حتى لو انخفضت درجة الحرارة مرة أخرى إلى 80 درجة.
تكوين الحمض الكمي ومعدل التآكل مقابل زمن التسخين الزائد
اختبارات مضبوطة بشمع البارافين (نقطة الانصهار 55 درجة، محتوى الزيت<1%) at 120°C have indicated the following acid concentrations and Grade 2 titanium corrosion rates. The TAN is below 0.1 mg KOH/g, the titanium corrosion rate is below 0.01 mm per year and the surface is bright at 0 hours of the entire overheating at 120°C (typical operation at 80°C only). After 25 h overheating, the TAN is 0.3-0.6 mg KOH/g, the corrosion rate is 0.01-0.03 mm/yr and little etching is observed on the surface. At 50 h, TAN increases to 0.6–1.2 mg KOH/g, the corrosion rate increases to 0.03–0.08 mm/year and widespread etching may be observed. At 100 hours (critical threshold), the TAN is 1.2-2.5 mg KOH/g , corrosion rate is 0.08-0.15 mm per year and pitting initiates with a pit density of 5-20 pits per cm2 . After 200 h, the TAN is 2.5-5.0 mg KOH/g. The corrosion rate is 0.15-0.30 mm per year and pitting is serious with a pit depth of 0.1-0.3 mm. Corrosion rate >0.3 mm/yr and perforation of 1.2 mm wall at 500 hrs in 2000–4000 hrs. TAN >5 ملجم كوه/جم.
تأثير تكوين الشمع وتوافر الأكسجين على معدل تكوين الحمض
يعتمد معدل التحلل على تكوين الشمع وتوافر الأكسجين. يتحلل شمع البارافين الذي يحتوي على المزيد من محتوى الزيت بشكل أسرع. 60 ساعة إلى 1.0 مجم KOH/g TAN عند 120 درجة مئوية لمحتوى زيت 2% مقابل . 100 ساعة للشمع الزيتي المنخفض-. التركيب الجزيئي المتفرع للشمع البلوري الدقيق يجعله أبطأ في التحلل من شمع البارافين. يمكن تمديد وقت التسخين التراكمي الحرج إلى 200 ساعة من خلال نشاط إزالة الجذور الحرة لمضادات الأكسدة مثل بوتيل هيدروكسي تولوين (BHT) عند 500 جزء في المليون. إن تغطية النيتروجين لاستبعاد الأكسجين سوف تمنع توليد الحمض تمامًا ولكنها غير عملية بشكل عام في خزانات الصهر. يعد ارتفاع درجة الحرارة المتكرر أسوأ من ارتفاع درجة الحرارة المستمر لأنه عند فتح الخزان، يتم إدخال الأكسجين الجديد.
الوقت الحرج لدرجات الحرارة الزائدة التراكمية ودليل التخفيف
يوضح الجدول أدناه الأوقات التراكمية المهمة لارتفاع درجة الحرارة عند درجات حرارة مختلفة لشمع البارافين، والتدابير الموصى بها لسخانات التيتانيوم من الدرجة الثانية.
درجة الحرارة الزائدة (درجة) الوقت التراكمي الحرج إلى 1.0 مجم KOH/g TAN (ساعات)التسخين الزائد عند -درجة 80 درجة، معدل التآكل الناتج (مم/سنة)الإجراء المقترح
100 500 0.02-0.05 مقبول؛ تحقق سنويًا. 110 200 0.03-0.06 مقبول؛ تحقق ربع سنوي. 120 100 0.08-0.15 استبدل الشمع إذا تم تجاوزه. 130 50 0.10-0.20 قم بتثبيت الحماية من الحرارة الزائدة. 140 25 0.15-0.30أضف مضادًا للأكسدة؛ تيتانيوم درجة 7 150 10 0.20–0.40 إعادة تصميم السخان مع حد درجة الحرارة الهندسي الذي يتجاوز التحكم في وقت السخونة الزائدة
تتأثر مقاومة التآكل الحمضي بشكل كبير بدرجة التيتانيوم. يكون معدل التآكل في الشمع الحمضي أقل بعامل 2-3 للصف 7 (استقرار البلاديوم) ويتم زيادة وقت التسخين الزائد الحرج إلى 250 ساعة عند 120 درجة. سمك الجدار يعطي فرصة للتآكل: جدار 2.0 مم يتآكل 0.15 مم سنويًا بسبب الشمع المتدهور ويستمر لمدة 13 عامًا. إذا كان تركيز TAN أكثر من 1.5 ملجم KOH/g فيجب تغيير الشمع. تؤدي إضافة 0.1% من كربونات الصوديوم إلى الشمع إلى تحييد الأحماض وتجنب الاعتداء على التيتانيوم، ولكنها قد تضعف خصائص الشمع. لا ارتفاع درجة الحرارة. يوجد حساس لدرجة الحرارة وتنبيه عند 100 درجة وإيقاف تشغيل السخان عند 110 درجة.
صنع مواصفات المعرفة
- قضيب حراري من التيتانيوم يذيب شمع البارافين عند درجة حرارة 80 درجة مئوية مع التسخين الزائد بشكل دوري إلى 120 درجة مئوية. يجب ألا يتجاوز إجمالي وقت التسخين الزائد 100 ساعة خلال عمر السخان. قم بتركيب مستشعر درجة الحرارة مع مسجل بيانات لتسجيل المدة بأكملها بما يزيد عن 100 درجة. إذا تجاوز الوقت الإجمالي 100 ساعة، قم بتغيير شحنة الشمع وفحص سطح التسخين بحثًا عن الحفر. بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها تراكم الحرارة-متكررًا أو لا يمكن تجنبه، حدد التيتانيوم درجة 7 وأضف 500 جزء في المليون من مادة BHT المضادة للأكسدة إلى الشمع. التشغيل: قم بقياس إجمالي الرقم الحمضي للشمع كل 6 أشهر. استبدل الشمع إذا وصل إجمالي عدد الحمض إلى 1.5 ملجم KOH/جم. يحافظ المهندس على الوقت الإجمالي للسخونة الزائدة أقل من الحد الحرج البالغ 100 ساعة، وبالتالي تجنب تدهور البارافين والهجوم الحمضي اللاحق على سخانات التيتانيوم.
