Hvernig er veðrun-tæringarþol upp á 70-30 cupronickel samanborið við PTFE í háhraða sjó?

Saltvatn á hreyfingu, sérstaklega þegar það ber sviflausan sand eða skeljabrot, virkar sem fljótandi sandblásari inni í varmaskiptaröri. Tvö efni sem venjulega eru notuð í sjóþjónustu--70-30 kopar-nikkel og PTFE - bregðast mjög mismunandi við þessari vélrænni misnotkun. Áskorunin er meira en bara tæringarþol. Raunveruleg barátta er gegn niðurbroti vegna áhrifa á háhraða agna.

Niðurstaðan gæti virst misvísandi í samanburði á 70-30 cupronickel á móti PTFE veðrun tæringu sjó. Þar sem PTFE er efnafræðilega óvirkt fyrir sjóinn, en koparblendi eru enn rafefnafræðilega virkir málmar. En við slípandi háhraða flæðisaðstæður getur harðari málmblendi stundum enst mýkri fjölliðuna þegar veðrun verður ríkjandi bilunarhamur.

Sjókerfiseyðing-Tæring
Rof-tæring er samsett vélrænt og rafefnafræðilegt fyrirbæri.

Áhrif vökvahraða
Þegar hraði sjávar eykst,

Órói fer versnandi

Þunn jaðarlög

Aukning á höggorku agna

yfirborðsslit hraðar

Með sviflausn er efnið fjarlægt líkamlega úr rörveggnum með vökvastraumnum.

Sandur sem slípiefni
Agnir af fínum sandi geta valdið:

Yfirborðsbrot

Strip filmu

Örskurður

Höggþreyta endurtekin

Alvarleiki er mismunandi eftir:

Styrkur agna

Kornastærðir

Korna hörku

Lögun ögnarinnar

Straumhraði

Kvarsagnir eru mjög fjandsamlegar vegna skerpu, hörku og hyrndar rúmfræði.

Hvernig 70-30 Cupronikkel verndar sig
70-30 kopar-nikkel málmblöndur er um það bil:

70% kopar

30% nikkel

Í langan tíma hefur þessi málmblöndu verið notuð fyrir sjóvarmaskipti vegna myndunar hlífðaroxíðhlífar.

Sjálf-græðandi oxíðlagið
Málblönduna þróast við útsetningu fyrir sjó:

Koparoxíðhúð sem festist þétt

Þessi oxíðhúð myndar hlífðarlag gegn frekari skemmdum.

Málmurinn er þakinn sjálf-græðandi keramikhúð. Eina vörn fjölliðunnar er hálka hennar.

Viðnám á háum flæðishraða
Í hreinu sjó getur oxíðfilman verið stöðug við hraða af stærðargráðunni:

3-4 m/sek

Á þessu sviði:

Fjarlæging kvikmynda enn takmarkaður

Yfirborðsárás enn undir stjórn

Það er alltaf verið að endurbæta hlífðarlagið

Ef oxíðfilman er örlítið trufluð af núningi, oxast óvarinn málmur fljótt aftur og verndar aftur.

Seigleiki álfelgur (vélrænn)
Kopar-nikkelgrunnefnið undir veitir líka vélrænni seiglu.

Málmurinn er

Sveigjanleiki

Erfitt

Sprunguþolið

Áhrif orkugleypni

Þessi vélræni styrkur hjálpar til við að koma í veg fyrir skelfilegar yfirborðsskemmdir, jafnvel við ókyrrðar flæðiskilyrði.

PTFE hvarf við slípiefni í sjó
Munurinn á PTFE er að það er ekki málmur og treystir ekki á rafefnafræðilega vörn.

Algjör efnafræðileg tregða PTFE er:

Tæringarþol gegn sjó

Ekki viðkvæmt fyrir árásum af völdum klóríðs

Þolir efnafræðilega líffótrun

Stöðugt í saltvatni.

Það er ekkert tæringarferli og því engin oxíðfilma til að brjóta niður.

Hreint vélrænt nudd
Fyrir PTFE er bilunarferlið nánast eingöngu vélrænt.

Fjölliðayfirborðið getur orðið fyrir:

skafar

Rof á yfirborði

Rof agna

Sífellt tap á efni

PTFE er um það bil eins hörð og fingurnögl manna, því við mikinn flæðishraða getur það skemmst vegna endurtekinna höggs með sandi.

PTFE hraðamörk
PTFE hefur ekki hörku málmblöndur og öruggur vinnsluhraði þess í slípiefnisþjónustu er verulega minni.

Hreint vatnsrennsli vs sandhlaðinn flæði
PTFE gengur vel í hreinum sjó með miðlungs flæðisskilyrðum.

Hins vegar, fyrir sandi slurry þjónustu:

Hagnýt hraðamörk geta farið niður í um 1-2 m/s

Utan þessa sviðs:

Slithlutfall getur aukist hratt

Yfirborðið gæti verið þynnt.

Langtíma -uppbyggingarheilleika versnandi

Leyfileg mörk eru mjög háð styrk og árásargirni svifefna.

Mikilvægi agnaeinkenna
Rof PTFE er mun meira ef agnir eru:

Kringlótt ekki hyrnt

Stórt, ekki í lagi

Sterkur ekki mjúkur

Þrátt fyrir að slétt silt í lágum styrk geti valdið mjög litlum skaða, geta skarpar kísilagnir leyst fjölliðuna mun kröftugar upp.

Hvers vegna 70-30 Cupronickel er stundum endingarbetra en PTFE
Þegar hugað er að hreinum efnafræðilegum tæringarmiðlum er PTFE almennt æskilegt.

Samanburðurinn er hins vegar ólíkur þegar um er að ræða slitandi sjó.

Tregða og hörku
70-30 Cu-Ni kostir

Aukin yfirborðshörku

Oxíðvörn sjálf-græðandi

Betri viðnám gegn agnaskurði

PTFE veitir:

Algjört efnaónæmi

Hegðun yfirborðs með litlum núningi

Ekkert raf-efnafræðilegt niðurbrot

En galli þess í veðandi þjónustu er mýkt.

Einavörn PTFE er núning
Ávinningurinn er sá að PTFE hefur lágan núningsstuðul.

Hálka yfirborðið gæti:

Minnka viðloðun agna

Minni renna núning

Dreifðu einhverjum áhrifaorkuflutningi

Hins vegar gæti þessi kostur ekki verið nægjanlegur til að vega upp á móti minni hörku efnisins við sterkt slípiefni.

Dæmigerð notkun hvers efnis
Ákjósanlegt efnisval fer eftir því hvort tæring eða veðrun er aðalþátturinn í notkuninni.

Þar sem 70-30 Cupronikkel skín
Cupronickel heldur áfram að standa sig mjög vel í:

þéttar til notkunar á sjó

Kælibúnaður, sjóher

Saltvatnslagnir með miklu rennsli

Sandþolin skiptaþjónusta

sérstaklega þegar flæðishraðinn er mikill en efnafræðin er nokkuð dæmigerð.

Þar sem PTFE skín
PTFE er framúrskarandi á eftirfarandi sviðum:

Sjávarblöndur af mjög ætandi efni

Klórunarkerfi

Súrnun sjávar

Líffouling Control Systems

að því tilskildu að sviflausn slípiefna sé takmörkuð.

Áhrif kerfishönnunar
Efnisafköst eru einnig mjög háð lögun skiptis og vökvahönnun.

Stjórn á flæði
Að draga úr veðrun getur falið í sér:

Minnkun á flæðishraða

Með sléttari olnboga

Útrýma skyndilegum stefnubreytingum

Uppsetning sandskilju

Hybrid hönnunaraðferðir
Sum kerfi blanda saman efni á vísvitandi hátt:

PTFE í efnafræðilega árásargjarnum umhverfi

Cu-Ni á svæðum með miklu flæði slípiefna

Þannig er hægt að velja sérhvert efni.

Samantekt
Mat á 70-30 cupronickel yfir PTFE í háhraða sjó er klassískt verkfræðilegt skipting á efnafræðilegri tregðu á móti vélrænni endingu. PTFE er algerlega ónæmt fyrir tæringu af völdum sjós, þó að tiltölulega mjúkt yfirborð þess geti veðrast mjög þegar það verður fyrir hröðu-hraða, sandhlaðnu flæði. Í reynd, við slíkar aðstæður, er hraði takmarkaður við kannski 1-2 m s-1.

Aftur á móti verndar 70-30 kopar-nikkel sig með öflugri, sjálfgræðandi kúpróoxíðhúð sem þolir saltvatnshraða upp á 3-4 m/s í hreinni þjónustu og heldur áfram að jafna sig eftir miðlungs slípiefni. Þessi hlífðarhúð, ásamt hörku og vélrænni seiglu málmblöndunnar, getur gert lengri endingartíma í mjög rofandi sjóumhverfi.

Þannig, við mikla notkun á sandvatni, getur erfiðara málmblandað verið endingarbetra í heildina en efnafræðilega betri fjölliðan. Þegar öllu er á botninn hvolft er efnisval fyrir sjóvarmakerfi barátta milli tveggja mismunandi styrkleika: hæfni málmsins til að lækna sjálfan sig og taka líkamlega áföll og hæfni fjölliðunnar til að hunsa einfaldlega efnafræði.