Fyrir títan hitastöng sem notaður er til að bræða parafínvax við 80 gráður með einstaka ofhitnun í 120 gráður, hver er mikilvægi uppsafnaður ofhitnunartími (klst.) áður en vaxið brotnar niður í karboxýlsýrur sem ráðast á títan?

Parafínvax er brætt við 80 gráður fyrir margar iðnaðaraðgerðir eins og kertaframleiðslu, fjárfestingarsteypu og húðun. Títan hitastangir eiga við um þessa þjónustu við venjulegt rekstrarhitastig. Stundum á sér stað ofhitnun í 120 C vegna bilunar í hitastillinum eða lélegs varmaflutnings sem veldur hitauppstreymi á paraffínvaxinu. Þetta niðurbrot veldur karboxýlsýrum, þar með talið ediksýru, maurasýru og sterínsýru, vegna oxunar og sprungunarferla. Þessar sýrur ráðast á títan óvirka filmuna og valda gryfju og samræmdri tæringu. Mikilvægur uppsafnaður ofhitnunartími er 100 klukkustundir við 120 gráður áður en sýrustyrkurinn verður árásargjarn. Sýrustyrkurinn er yfir 500 ppm og tæringarhraði títan eykst úr undir 0,01 mm á ári í 0,1-0,3 mm á ári ef farið er yfir viðmiðunarmörkin.

Verkunarháttur paraffín niðurbrots og sýrumyndunar við háan hita

Parafínvax er stöðugt við 80 gráður og brotnar ekki verulega niður. Við 120 gráður er varmaoxun: paraffín vetniskolefni (C20–C40) hvarfast við súrefni sem er leyst upp í því með myndun alkóhóla, aldehýða og loks karboxýlsýra. Viðbrögðin eiga sér stað með sindurefnaferli. Sýrurnar sem myndast eru ætandi fyrir títan þar sem þær sameina títanjónir og eyðileggja óvirku filmuna. Arrhenius sambandið gefur til kynna að hrörnunarhraði sé næstum tvöfaldast fyrir hverja 10 gráðu hækkun á hita yfir 100 gráður. Þegar sýrur hafa myndast eru þær áfram í vaxinu og munu halda áfram að skemma títaníumyfirborðið jafnvel þótt hitastigið fari aftur niður í 80 gráður.

Magnbundin sýrumyndun og tæringarhraði á móti ofhitnunartíma

Stýrðar prófanir með paraffínvaxi (bræðslumark 55 gráður, olíuinnihald<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 mg KOH/g.

Áhrif vaxsamsetningar og súrefnisframboðs á hraða sýrumyndunar

Niðurbrotshraði er háð vaxsamsetningu og súrefnisframboði. Parafínvax með meira olíuinnihald brotnar hraðar niður. 60 klukkustundum í 1,0 mg KOH/g TAN við 120C fyrir 2% olíuinnihald á móti. 100 klukkustundum fyrir lítið-olíuvax. Greinandi sameindabygging örkristallaðs vax gerir það að verkum að það brotnar hægar niður en paraffínvax. Hægt er að lengja mikilvægan uppsafnaðan ofhitnunartíma í 200 klukkustundir með -hreinsivirkni andoxunarefna eins og bútýlhýdroxýtólúens (BHT) við 500 ppm. Niturteppi til að útiloka súrefni mun koma í veg fyrir sýrumyndun algjörlega en er almennt óframkvæmanlegt í bræðslutankum. Endurtekin ofhitnun er verri en stöðug ofhitnun því þegar tankurinn er opnaður kemur nýtt súrefni til.

Mikilvægur uppsafnaður ofhitatími og leiðbeiningar um mótvægisaðgerðir

Taflan hér að neðan sýnir mikilvæga uppsafnaða ofhitnunartíma við mismunandi hitastig fyrir paraffínvax og ráðlagðar ráðstafanir fyrir 2. stigs títanhitara.

Ofhitnunarhitastig ( gráðu ) Mikilvægur uppsafnaður tími að 1,0 mg KOH/g TAN (klst.) Yfir-hitun við 80 gráður, sem leiðir af sér tæringarhraða (mm/ári) Tillaga að aðgerð
100 500 0.02-0.05 Ásættanlegt; athuga árlega. 110 200 0.03-0.06 Samþykkt; athugaðu ársfjórðungslega. 120 100 0.08-0.15 Skiptu um vax ef farið er yfir. 130 50 0.10-0.20 Settu upp ofhitnunarvörn. 140 25 0.15-0.30Bættu við andoxunarefni; Gráða 7 títan 150 10 0.20–0,40 Endurhannað hitari með hitamörkum Engineering Beyond Overheat Time Control

Viðnám gegn sýrutæringu er undir miklum áhrifum af títanstigi. Tæringarhraði í súru vaxi er lægri um stuðulinn 2–3 fyrir gráðu 7 (palladíum stöðugt) og mikilvægur ofhitnunartími er aukinn í 250 klukkustundir við 120 gráður. Veggþykktin gefur tæringarheimild: 2,0 mm veggur sem er tærður 0,15 mm á ári vegna rýrnaðs vaxi endist í 13 ár. Ef TAN er meira en 1,5 mg KOH/g verður að skipta um vax. Að bæta við 0,1% natríumkarbónati í vaxið hlutleysir sýrur og kemur í veg fyrir árás á títanið, en getur skert eiginleika vaxsins. Engin ofhitnun. Það er hitaskynjari og viðvörun við 100 gráður og hitari slökknar á 110 gráðum.

Að búa til fróða forskrift

- títanhitastöng sem bræðir paraffínvax við 80 gráður C með reglubundinni ofhitnun í 120 gráður C. Heildarofhitunartími skal ekki vera lengri en 100 klukkustundir á líftíma hitara. Settu upp hitaskynjara með gagnaritara til að skrá alla lengdina yfir 100 gráður. Ef heildartíminn fer yfir 100 klukkustundir skaltu breyta vaxhleðslunni og athuga hvort hitaflöturinn sé grýttur. Fyrir forrit þar sem hitauppbygging-er tíð eða óhjákvæmileg, tilgreinið 7. stigs títan og bætið 500 ppm BHT andoxunarefni við vaxið. Notkun: Mældu heildarsýrufjölda vaxsins á 6 mánaða fresti. Skiptu um vaxið ef heildarsýrutalan nær 1,5 mg KOH/g. Verkfræðingur heldur heildartíma ofhitnunar undir 100 klst. mikilvægum mörkum og forðast þess vegna hrörnun paraffíns og í kjölfarið sýruárás á títanhitara.