Ar gyfer Niwtraleiddio Gwastraff Ffatri Pickle Gwresogi Soda costig (10%) ar 95 gradd, Pam Mae Arddangosfa Titaniwm Gradd 7 yn Ymwrthedd Cracio Caustig Superior Dros Radd 2?

Yn y ffatri picl, mae gwirod picl asidig (HCl ac asidau organig) yn cael ei niwtraleiddio â soda costig (10% NaOH) ar dymheredd hyd at 95 gradd. Mae titaniwm fel arfer yn gallu gwrthsefyll datrysiadau costig, ond mae Gradd 2 pur fasnachol yn dod yn agored i gracio cyrydiad straen costig (CSCC) uwchlaw 80 gradd. Mae gan Radd 7 (Ti-0.15Pd) wrthedd llawer uwch. Mae'r erthygl hon yn disgrifio mecaneg cracio costig a pham mae palladium yn rhoi perfformiad gwell.

Gweithdrefn Cracio Caustig
Mae titaniwm yn agored i gracio cyrydu straen trawsgrawnaidd mewn atebion costig dwys poeth. Mae'r mecanwaith yn seiliedig ar gynhyrchu rhywogaethau titanate hydawdd ar flaen y crac o dan straen tynnol: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O. Mae'r ffilm oddefol yn cael ei diddymu'n gemegol gan ïonau hydrocsyl ac mae'r crac yn ymledu ar hyd awyrennau llithro.

Y tymheredd critigol ar gyfer CSCC mewn Gradd 2 mewn 10% NaOH yw tua 80-85 gradd. O dan y tymheredd hwn nid oes unrhyw gracio yn digwydd. Mae craciau'n datblygu mewn ardaloedd o straen tynnol (weldiadau, troadau, ehangu dalennau tiwb) mewn 100 i 500 awr ar dymheredd uwch na 85 gradd . Cyfraddau lluosogi yw 0.1-1.0 mm yr awr ar ôl dechrau.

Mae Gradd 7 yn gwrthsefyll CSCC oherwydd bod palladium yn symud y potensial cyrydiad i botensial mwy nobl, gan ostwng y pŵer gyrru ar gyfer cynhyrchu titanad. Mae Palladium hefyd yn elwa o greu ffilm oddefol fwy sefydlog sy'n gwrthsefyll hydrocsid.

Cymhariaeth Prawf CSCC 1
Prawf cracio cyrydiad straen o sbesimenau U-troi (ASTM G30): Gradd 2 a 7 mewn 10% NaOH ar 95 gradd wedi'i ymestyn i 300 MPa (cynnyrch bras ar gyfer Gradd 2):

Gradd 2 : Mae craciau yn dechrau ymddangos o fewn 50-150 awr. Mae sbesimenau'n datgelu nifer o graciau trawsgronynnog. Mae toriad cyflawn yn digwydd mewn 200 i 500 awr.

Gradd 7: Dim craciau i'w gweld ar ôl 1,000 o oriau. Mae sbesimenau'n parhau'n hydwyth ac yn dangos dim cracio arwyneb.

Mae straen trothwy ar gyfer CSCC ar Radd 2 ar 95 gradd tua 100-150 MPa - ymhell islaw'r straen gweddilliol mewn welds (150-250 MPa). Mae gan Radd 7 drothwy sero. Mae'n gwrthsefyll cracio hyd yn oed ar gryfder cynnyrch.

Gwrthsafiad CSCC yn erbyn Tymheredd
Tymheredd ( gradd ) Gradd 2 CSCC Resistance Gradd 7 CSCC Resistance
80 gradd Dim cracio (gwrthsefyll)Yn gwrthsefyll Crisialu ar ôl 500-1,000 awr 85 gradd Yn gwrthsefyll cracio 90 gradd, 200-500 awr95 gradd Craciau ar ôl 50-150 awr Yn gwrthsefyll Yn gwrthsefyll hyd at 120 gradd
Cracio 100 gradd ar ôl 20-50 awr Mân gracio ar ôl 1,000+ awr
Matrics Cais Gwresogyddion Niwtraleiddio Costig
Cyflwr Gwasanaeth Crynodiad NaOH Tymheredd Gradd a Argymhellir Oes a Ragwelir (wal 1.65 mm)
Swp niwtraleiddio (ysbeidiol) 10% Gradd 80 gradd 2 5-8 mlynedd
Neodreiddio parhaus 10 % Gradd 85 gradd 7 10 + o flynyddoedd
Neodreiddio parhaus 10% Gradd 95 gradd 7 10+ o flynyddoedd
Any service >90°C >10% >90 gradd Gradd 7 angen 10+ mlynedd
Any service with residual stress from welding Any >85 gradd Gr 7 10+ mlynedd
Defnyddir titaniwm Gradd 7 ar gyfer y soda costig 10% ar 95 gradd ar gyfer anghenion gwresogi niwtraliad gwastraff diwydiant picl, oherwydd ei wrthwynebiad gwell i gracio costig. Bydd Gradd 2 yn methu ar y tymheredd hwn ymhen 50-150 awr, ni waeth pa mor drwchus yw'r wal. Gradd 7 - 10+ mlynedd o wasanaeth dibynadwy Wrth archebu dewiswch Radd 7 gydag arwyneb piclo a straen welds wedi'i leddfu. Ar gyfer systemau Gradd 2 presennol sy'n rhedeg dros 85 gradd, rhowch Radd 7 yn eu lle ar unwaith neu gostyngwch y tymheredd i lai nag 80 gradd. Ni fydd cynyddu trwch wal neu leihau straen yn atal cracio - bydd Gradd 2 yn methu serch hynny. Mae'r gost ymlaen llaw uwch ar gyfer Gradd 7 (30-40% yn fwy na Gradd 2) yn cael ei digolledu trwy gael gwared ar fethiannau cracio trychinebus ac amser segur nas rhagwelwyd ar gyfer systemau niwtraleiddio gwastraff.