Til að hita maurasýru/vatnsblöndur við órólegar aðstæður, hvernig breytir þvermál rörsins-við-vegghlutfallið veðrun-tæringarþol?

Vatnskenndar blöndur maurasýru (HCOOH) mynda afoxandi umhverfi sem ögrar óvirkum filmustöðugleika títan. Maurasýra framkallar ekki oxunarskilyrði fyrir sjálfsprottna endurlífgun eins og saltpéturssýra eða sjó. Fyrir maurasýrustyrk á milli 10 og 90% við hækkað hitastig (70-100 gráður) notar títan þunnt, tiltölulega óstöðugt oxíðblað. Þegar hræring er veitt með vélrænni hræringu, endurhringingu dælunnar eða gassprautun, framkallar sameinuð áhrif efnaárásar og vélrænnar vökvaskurðar veðrun-tæringarástand. Viðbrögð títaníumyfirborðsins við þessari tvöföldu árás er mjög háð þvermáli til vegghlutfalls (D/t) rörsins. Minni D/t (þykkari vegg miðað við þvermál) breytir yfirborðsálagsástandi og vatnsaflsflæði flæðis við -vökvaskil rörsins, sem hefur bein áhrif á hraða brottflutnings efnisins.

Rof-Tæringarkerfi í hrærðri maurasýru

Rof-tæring er öðruvísi en hrein tæring eða hrein veðrun; Í maurasýru er tæringarhlutinn stöðugt að ráðast á óvirku filmuna, en hristingarhlutinn fjarlægir vélrænt yfirborðslög sem vernda að hluta. Skurálagið er í réttu hlutfalli við veldi staðbundins hraðahallans og stafar af vökvahraðanum við yfirborð rörsins. Fyrir tiltekið rennslishraða eru staðbundnir hraðar og skurðspenna hærri í rörunum með minni þvermál (og þar af leiðandi lægri D/t hlutföll fyrir sömu veggþykkt). Hins vegar eru ráðandi áhrif vegna yfirborðsálags. Til að bregðast við æsingi titra rör við tíðni sem tengist stífleika þeirra. Beygjustífni rörsins er í réttu hlutfalli við tregðu augnablikið, sem er breytilegt sem (D4 - (D-2t)4). Minni D/t hlutfall gefur stífari rör sem þolir yfirborðsálag frá titringi. Minni álag á yfirborðinu þýðir að óvirka filman brotnar sjaldnar vélrænt og því getur tæringarhlutinn verið hægari og jafnari í stað þess að vera hraður og með því að brjóta filmuna.

Magnbundin fylgni milli hraða efnisflutnings og D/t hlutfalls

Stýrð lykkjaprófun í 50% maurasýru við 85 gráður, flæðihraða 2 m/s og hristing frá Rushton hverflum (álagshraði 3 m/s) hefur gefið eftirfarandi samband fyrir 2. stigs títan:

8 D/t hlutfall (td . 20mm þvermál, 2,5 mm vegg): 0,08 mm/ár efnisflutningshraði. Tiltölulega stórt hlutfall veggs og þvermáls leiðir til stífrar rörs með náttúrulega tíðni sem er meira en 200 Hz, miklu yfir venjulegri hræringartíðni (20-50 Hz). Lágmarks titringstruflun á filmu. Rof-tæring hefur einsleita dreifingu og er fyrirsjáanleg.

D/t hlutfall 15 (td . 24 mm í þvermál, 1,6 mm vegg): Hraði efnisfjarlægingar: 0,22 mm/ár. Stífleiki slöngunnar minnkaði um u.þ.b. 60% samanborið við D/t=8. Við umferðartíðni hrærivélarblaða á sér stað ómandi titringur. Staðbundin röskun á filmu við rörstuðning og miðja-spennu eykur fjarlægingarhraðann um 2,7.

D/t hlutfall 25 (td . 25 mm þvermál, 1,0 mm vegg): 0,55 mm/ár efnisflutningshraði. Stífleiki slöngunnar minnkaði um ~85% samanborið við D/t=8. Of mikill titringur veldur hræðslu á snertistöðum. Fjarlægingarhraði verður mjög staðbundið með árás aukið á stöðum með meiri tilfærslu amplitude.

D/t hlutfall 33 (td . 33 mm þvermál, 1,0 mm veggur): Hraði efnisfjarlægingar > 1,0 mm/ári. Rörið verður fyrir titringi af völdum flæðis{{6}, óháð hönnun hrærivélarinnar. Ekki er mælt með notkun með hrærri formica.

Leiðbeiningar um val á þvermáli við vegghlutfall eftir forriti

Ákvörðunarrammi fyrir val á besta D/t hlutfalli sem fall af hræringarstyrk og maurasýrustyrk er sýndur í töflunni hér að neðan.

Óróunarástand og maurasýrustyrkur Ráðlagður D/t hlutfall Kjarnarök og veðrun-Tæringarbreyting
Hæg túrbína,<1 m/s tip speed, mild agitation, 10–30% formic acid, 70°C 20–25 (e.g., 25 mm × 1.0 mm)Lower acid content results in lower corrosion rate. Thin wall, vibration regulated with additional supports every 500 mm. Reduced material cost.
Hóflegur hræringur (2 m/s þjórhraði, töfrandi tankur), 30–60% maurasýru, 85 gráður 12 til 18 (td 22 mm × 1,5 mm eða 30 mm × 2,0 mm) Málamiðlun milli hitaflutnings (þynnri veggir ákjósanlegir) og stífleika (þykkari veggir æskilegt). Iðnaðarhitarafyrirkomulag dæmigert.
Mikill óróleiki (mikill-hrærivél, gasblæðing), 60-90% maurasýru, 100 gráður 8-12 (td . 25 mm x 2,5 mm eða 20 mm x 2,0 mm) Eyðing tæringarþol hámarks æskilegt. Samþykkja minni hitaflutning (þykkari veggur eykur hitaþol) Aukagjald fyrir títanefni.
Hrærð maurasýra, sviflausnir kristallar (slípiefni) 6–10 (td 20 mm×2,5 mm eða 18 mm×2,0 mm) D/t hlutfall lágmarkað fyrir hámarksstífleika. Veggþykktin veitir einnig slitstyrk. Ráðlagt er að skipta um slit ermarnar.
Utan þvermál til vegghlutfallsverkfræði

D/t hlutfallið er ekki óháð uppsetningu rörstuðnings. Millistoðir sem eru aðskildar með millibili sem er ekki meira en 20 rör þvermál lágmarka titringsmagnið með stuðlinum 70 til 80 prósent fyrir hvaða D/t hlutfall sem er meira en 15. Stuðningsefni skiptir máli: PTFE eða PEEK innlegg forðast galvaníska tæringu og lágmarka fretting í samanburði við málmstoðir. Styrkur maurasýrunnar breytir einnig rof-tæringarkerfi. Undir 20% maurasýru er lausnin minna afoxandi og stöðugleiki óvirkrar filmu eykst, sem leyfir hærri D/t hlutföll. Yfir 80% maurasýru við 100 gráður eykst jöfn tæringarhraði óháð hræringu og D/t hlutfallið verður að lækka til að veita veggþykktarheimild fyrir almenna þynningu frekar en titringsstýringu. Efnisforði fyrir langan endingartíma er algildið á veggþykktinni (ekki aðeins hlutfallið). 2,0 mm vegg (40 mm í þvermál) rör með D/t=20 hefur miklu meiri rofþol en 1,5 mm vegg (22,5 mm í þvermál) rör með D/t=15.

Upplýst forskrift

Þegar þú velur títanhitara fyrir maurasýru/vatnsblöndur við órólegar aðstæður, skilgreinið hræringuna með tilliti til hraða oddsins (m/s) og töfra tanks til að ákvarða hræringarstyrkinn. Við þjórhraða sem er undir 1,5 m/sek getur dæmigerð hitarahönnun D/t 15-20 hentað með stuðningum á réttu bili. Fyrir topphraða yfir 2,5 m/s, tilgreinið að D/t hlutfallið fari ekki yfir 12. Biddu birginn um að reikna út náttúrutíðni fyrir ráðlagða rúmfræði rörsins og stuðningsbil. Titringsmerki, hvers kyns breyting á amplitude á ákveðnum tíðnum meðan á notkun stendur getur bent til þess að burðarefni losni eða breytingar á styrk maurasýru, sem hefur áhrif á vökvaþéttleika. Val á þvermáli-til-vegghlutfalli sem hönnunarfæribreytu gefur verkfræðingnum beina stjórn á rof- og tæringarhraða í einu af vélrænt krefjandi upphitunarforritinu fyrir títanbúnað.