Hvaða hagnýta aðferð getur spáð fyrir um eftirstandandi endingartíma títan rafmagns hitarör eftir útsetningu fyrir blautu klórgasi við 60 gráður?

Blautt klórgas við 60 gráður. er ein af mest krefjandi skilyrðum fyrir málmhitunarbúnað; Klór (Cl 2 ), vatnsgufa (venjulega 0,5-2%) og hækkun hitastigs sameinast við málmyfirborðið og mynda saltsýru (HCl) og hypoklórsýru (HOCl). Títan er venjulega ónæmur fyrir þurru klóri, en ræðst hratt af þurru klór í nærveru raka umfram 0,1% vegna niðurbrots óvirka lagsins. Það sem þarf er raunhæf spáaðferð sem gildir á vettvangi til að ákvarða hvort rafhitunarrör úr títan, sem hefur orðið fyrir blautu klóri, sé öruggt til áframhaldandi notkunar eða þurfi að skipta um það strax. Hefðbundnar skoðunaraðferðir (úthljóðþykkt, röntgenmyndataka) eru ekki færar til að greina snemma skemmdir vegna þess að niðurbrot hefst með hýdríði undir yfirborði eða staðbundinni gryfju áður en greinanlegt veggtap á sér stað.

Niðurbrotskerfi blautklórþjónustu

Innan nokkurra mínútna byrjar rakur klór í snertingu við títanhitunarrör við 60 gráður röð viðbragða. Klór vatnsrofnar í HCl og HOCl, lækkar staðbundið pH niður í 2-3 . Í súru umhverfi er hlífðar TiO2 húðin leyst upp og bert títanið er afhjúpað. Samhliða atómvetni sem myndast við tæringaratburðinn dreifist inn í títan grindurnar. Títan sýnir mikla sækni í vetni og myndar brothættar títanhýdríð (TiH 2 ) blóðflögur meðfram kornamörkum og alfa snertiflötum. Þessi hýdríðfasi hefur um það bil 17% meira rúmmál en upphaflega títanið sem veldur innri spennu sem kallar fram ör-sprungur. Hýdríðbrot hefur í för með sér lítið greinanlegt tap á veggþykkt þar til skelfilegt brot, samanborið við venjulega tæringu eða gryfju. Vettvangsrannsóknir frá klór-alkalíverksmiðjum sýna að títanhitarar sem verða fyrir blautum klóri sýna mælanlegt vetnisupptöku innan 50 klukkustunda frá snertingu, en enga breytingu á veggþykkt á fyrstu 500 klukkustundunum.

Fjórar hagnýtar spáaðferðir byggðar á-reitarmælingum

Gullstaðalinn er enn vetnisgreining á rannsóknarstofu (LECO samruna) en þetta þarf eyðileggjandi sýnatöku. Fjórar hagnýtar aðferðir eru staðfestar með raunverulegum bilunargögnum til að-spá um eftirstandandi endingartíma á staðnum:

Ultrasonic hraðamæling; staðbundin aukning á títan teygjustuðul vegna hýdríðframleiðslu. Hefðbundinn þykktarmælir er hægt að nota í hraðaham til að mæla lengdarbylgjuhraða í gegnum vegg rörsins og auðkenna hýdríðstyrk yfir 300 ppm. Aukning um 1,5% á hraða yfir grunnlínu (6.100 m/s fyrir óútsett 2. stigs títan á móti . 6,190 m/s fyrir hýdrat efni) sýnir að um það bil 40% af eftirstandandi líftíma hefur verið neytt.

Mat á yfirborðshörku (flytjanleg Leeb eða UCI aðferð) Títanhýdríð er miklu harðara en grunnmálmurinn (350 HV samanborið við 180 HV fyrir gráðu 2). Skemmdakortið kemur frá 5-10 hörkumælingum meðfram rörlengdinni. Hýdríðinnihald hærra en 500 ppm samsvarar hörku sem er hærri en 240 HV og 60-70% líftímanotkun.

Öfug beygjupróf á litlum afsláttarmiða (eyðileggjandi en hagnýt fyrir vararörshluta): Beygðu 5 mm breiðan hringhluta 90 gráður í kringum dorn sem jafngildir tvöfalt þvermál rörsins. Óútsett títan mun beygjast án þess að sprunga. Efni með hýdríðinnihald 800 ppm eða meira brotnar með sýnilegum sprungum. Þessi nálgun gefur já/nei ákvörðunarstað.

Electrochemical hydrogen probe (applied on the surface of the tube): A portable solid-state probe monitors the hydrogen activity at the metal surface. Readings >10-6 atm samsvara innri vetnisstyrk umfram leysnimörk (~200 ppm fyrir gráðu 2 við 60 gráður). Þessi aðferð sem ekki eyðileggur þarfnast yfirborðshreinsunar en gefur skjót áhrif.

Mælingar-miðað spálíkan fyrir endingartíma

Eftirfarandi tafla inniheldur hagnýtt val fylki fyrir títan hitarör í blautum klóri við 60 gráður byggt á breytum sem eru mælanlegar á sviði.

Mælingarniðurstaða og tjónavísir Áætlaður eftirstandandi líftími Ráðlagður aðgerð og rökstuðningur
Úthljóðshraði eðlilegur (+/- 0.2%), hörku < 210 HV, engar sprungur við beygjupróf 80 til 100% af upprunalegu endingartíma eftir. Halda áfram þjónustu. Framkvæmdu mánaðarlega endur-endurskoðun. Útrýmt rökum klórgjafa.
Hraðaaukning 0,5-1,0% hörku 210-230 HV beygjupróf staðist 50-70% eftir (um 500-1000 klukkustundir @ 60 gráður) Fylgstu með vikulega. Skipuleggðu skipti innan 3 mánaða. Minnka vetnisframleiðsluhraða með því að minnka orkuþéttleika hitara um 30%
Aukning á hraða 1,0-1,8%, aukning á hörku 230-260 HV, beygjupróf sýnir örsprungur á spennuhlið Eftir 20-40% (um 150-300 klst.) Skipuleggðu skipti strax (innan 2 vikna). Aðeins fyrir neyðarþjónustu skaltu lækka rekstrarhitastig í 50 gráðu hámark.
Velocity >1.8% increase, hardness >260 HV, beygjupróf rofnar algerlega Innan við 50 klukkustundir eftir Taktu strax úr notkun. Hýdríðstyrkur hærri en viðmiðunarmörk (um 1.500 ppm). Yfirvofandi stórslys.
Beyond Prediction Method Engineering

Þessar spáaðferðir gera ráð fyrir að raka klórútsetningu sé lokið. Frekari útsetning hitari fyrir blautum klóri leiðir til veldisvísis hröðunar á niðurbroti og mat á eftirstandandi líftíma er ógilt innan nokkurra daga. Veggþykktarmæling ein og sér er ekki nægjanleg vegna þess að rör getur tapað minna en 0,1 mm af vegg og samt innihaldið nægilegt hýdríð til að valda hörmulegu broti. Og gerðu alltaf hörkuprófun eða úthljóðshraðamælingar til viðbótar við þykktarprófanir þegar þú athugar títanhitara eftir blautan klórútsetningu. Fyrir hitara sem hafa gengið í gegnum nokkrar lotur af blautri-þurrku (klór fylgt eftir með þurri), safnast hýdríðskemmdin upp og er ekki lagfærð með síðari þurrþjónustu. Gráða 7 títan (innihaldandi palladíum) hefur mun betri viðnám gegn blautri klórvökvun en gráðu 2, með lífslíkur um það bil 4 til 5 sinnum lengri við sömu aðstæður.

Fróðlegt mat

Ef rafhitunarrör úr títan hefur orðið fyrir röku klórgasi við 60 gráður skaltu ekki treysta á sjónræna skoðun eða einfalda þykktarmælingu eingöngu. Kauptu flytjanlegan úthljóðsþykktarmæli sem getur mælt hraða og kvarðaðan hörkuprófara. Fyrir rör án grunnlínumælinga, berðu saman aflestur við þær sem fæst úr óútsettu stykki af sömu lotu eða við birt viðmiðunargildi fyrir tiltekna títanflokk. Ef útsetning fyrir vetni er staðfest skaltu nota rammann hér að ofan til að koma á áhættu-eftirlitsáætlun. Í mikilvægum forritum þar sem líklegt er að vatnsgufa sé í gasstraumnum, tilgreinið 7. stigs títan og settu upp rakaskynjara með viðvörun við 0,05% vatnsgufu. Þessi nálgun á efnisvali og vöktun umbreytir óreglulegu bilunarferli hýdríðbrots í fyrirsjáanlegt og rekjanlegt niðurbrotsferli.