Oxalsýra (H₂C₂O₄) í 10% styrk og hækkuðu hitastigi (60–80 gráður) er almennt notuð við málmhreinsun, ryðhreinsun og ákveðna efnaferla. Títan sýnir jaðarviðnám í oxalsýru; óvirka kvikmyndin er aðeins stöðug við vandlega stjórnaðar aðstæður. Þegar títanhúðin gengur í gegnum hringlaga hitun og kælingu-hækkar hún upp í rekstrarhitastig og niður í umhverfis-hitaálag sameinast efnaárásum til að framleiða sérstakan bilunarham: sprungur í hitaferli. Hröðunarhraði (gráður á mínútu af hitabreytingum) ákvarðar beint magn hitauppstreymis og uppsafnaðan skaða á hverri lotu. Hraðari hröðunarhraði framkallar meiri tafarlausa hitahalla yfir rörvegginn, eykur streitu og dregur úr fjölda lotum áður en sprunga hefst.

Verkunarháttur varma hringrásar sprungna í oxalsýru

Við upphitun stækkar innri veggur títanrörsins fyrir ytri vegginn vegna hitastigs. Þessi mismunaþensla skapar togspennu á ytra yfirborðinu. Í 10% oxalsýru við 70 gráður er óvirka kvikmyndin þegar undir efnaárás. Togspenna opnar smásæja galla í filmunni, sem gerir sýrunni kleift að ná bert títan. Staðbundin upplausn á sér stað á þessum streitupunktum. Við kælingu dregst ytra yfirborðið hraðar saman og skapar togálag á innra yfirborðið. Álagshjólreiðar fram og til baka dýpka árásarsíðurnar smám saman í ör-sprungur. Þegar sprunga nær mikilvægu dýpi (venjulega 10–20% af veggþykkt) breiðist hún hratt út í gegnum vegginn sem eftir er. Hröðunarhraði stjórnar stærð hitauppstreymis; Hraðari rampur eykur hitastigið og flýtir fyrir því að sprungur hefjast.

Magnbundið samband milli hröðunarhraða og lotu til bilunar

Stýrðar hringrásarprófanir í 10% oxalsýru við 70 gráður (hringrás: 20 gráður til 70 gráður og til baka) hafa komið í ljós eftirfarandi lotur til bilunar fyrir 2. stigs títan með 1,2 mm veggþykkt:

Hraði 0,5 gráður / mín (mjög hægt, 100 mínútur til að hita, 100 til að kólna): Hitaálag 15–20 MPa. Hringrás til bilunar upp á 2.500–3.500. Sprunga hefst eftir 2.000 lotur. Sprungur fjölga sér á milli korna.

Hraði 2 gráður / mín (hægt, 25 mínútur hiti, 25 kaldur): Hitaálag 35–45 MPa. Hringrásir til bilunar upp á 800–1.200. Dæmigert fyrir vel-stýrð lotuferli.

Hraði upp á 5 gráður / mín (í meðallagi, 10 mínútur hiti, 10 kaldur): Hitaálag 60–75 MPa. Hringrás til bilunar upp á 300–500. Sprunga hafin eftir 150–250 lotur.

Hraði 10 gráður / mín (hraður, 5 mínútur hiti, 5 kaldur): Hitaálag 100–120 MPa. Hringrás til bilunar 80–150. Sprungur fjölga sér um kornótt. Ekki mælt með því.

Hraði 20 gráður / mín (mjög hratt, 2,5 mínútur hiti, 2,5 kaldur): Hitaálag fer yfir 150 MPa. Hringrás til bilunar undir 30. Hitalostsskilyrði valda tafarlausri ör-sprungu.

Áhrif veggþykktar og hitasveiflu

Samspil rampahraða fer eftir veggþykkt og hitasveiflu. Þykkari veggur (1,5 mm) verður fyrir meiri hitaálagi við sama hraða vegna þess að hitastigið yfir þykkari hlutann er stærri. Fyrir 5 gráður/mín hraða lækka hringrás til bilunar úr 400 (1,2 mm vegg) í 250 (1,5 mm vegg) í 150 (2,0 mm vegg). Stærri hitasveifla (td 20 gráður til 90 gráður á móti . 20 gráðu í 70 gráður ) dregur einnig úr lotum til bilunar í réttu hlutfalli við veldi hitamismunsins.

Leiðbeiningar um val á hröðum hraða fyrir oxalsýruþjónustu

Eftirfarandi tafla veitir ákvörðunarramma til að velja eða stjórna hitauppstreymi á grundvelli æskilegrar endingartíma og rúmfræði hitara:

Verkfræði Beyond Ramping Rate Control

Títan álfelgur breytir verulega sprunguþol í hitaferli. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) viðheldur betri óvirkri filmustöðugleika meðan á hitauppstreymi stendur, og eykur lotur til bilunar um 50–100% á sama hraðahraða. Gráða 12 (mólýbden-nikkel) býður upp á millistig um 30–50%. Styrkur oxalsýru skiptir líka máli; við 5% oxalsýru eykst hringrás til bilunar um 2–3 stuðul samanborið við 10%. Við 15% oxalsýru minnkar hringrás til bilunar um 60–70%. Hitunaraðferðin hefur áhrif á ramping: Rafmagnshitarar geta rampað hraðar en gufu-hituð kerfi. Ef þörf er á hröðum rampi vegna vinnsluástæðna, tilgreindu lægri wattaþéttleika (10 W/cm² í stað 20 W/cm²) til að draga úr hitastigi yfir vegginn við hvaða hraða sem er.

Gera upplýsta forskrift

Þegar títanhúðarhitari er tilgreindur fyrir hringlaga þjónustu í 10% oxalsýru, skal setja hámarkskröfu um hraðaupphlaup í vinnslustjórnunarskjölunum. Fyrir dæmigerðar lotuaðgerðir þar sem búist er við 1.000 lotum yfir líftíma hitara, tilgreinið hámarkshraða upp á 2 gráður/mín. Settu upp forritanlegan hitastýringu með rampa-hraðatakmörkun til að koma í veg fyrir-hraða upphitun eða kælingu stjórnanda. Fyrir kælingu ramping, náttúruleg convection er venjulega hægari en þvinguð kæling; forðastu að slökkva á hitaranum með köldu vatni eða köldu sýru, þar sem það skapar kælihraða sem fer yfir 20 gráður/mín. Meðan á notkun stendur skaltu fylgjast með rafviðnámi hitarans; hækkun um 5–10% gefur til kynna ör{13}}sprungumyndun sem þarfnast skoðunar. Ef sprungur finnast áður í gegnum-vegggengni er hægt að taka hitarann ​​úr notkun án þess að menga hann. Með því að stjórna hitauppstreymishraða sem mikilvæga rekstrarbreytu, lengir verkfræðingur hringrásarlíf títanhitara í örlítið ætandi oxalsýruumhverfi.