Mae unedau desulfurization nwy ffliw (FGD) mewn gweithfeydd pŵer sy'n llosgi glo yn defnyddio ailgynheswyr i godi tymheredd nwy ffliw wedi'i lanhau cyn iddo fynd i mewn i'r pentwr. Titaniwm yw'r deunydd o ddewis oherwydd ei wrthwynebiad cyrydiad yn yr amgylchedd llawn asidig, clorid. Fodd bynnag, mae nwy ffliw FGD yn cynnwys gronynnau lludw hedfan-onglog, caled (silica ac alwmina yn bennaf), gyda meintiau’n amrywio o 1 i 100 µm. Mae'r gronynnau hyn yn teithio gyda'r nwy ar gyflymder o 15–25 m/s. Pan fydd y llif nwy yn dod ar draws tro yn y tiwb titaniwm, ni all y gronynnau trymach newid cyfeiriad mor gyflym â'r nwy. Maent yn parhau ar hyd eu taflwybr gwreiddiol, gan effeithio ar wal y tiwb ar radiws allanol y tro. Mae'r effaith gronynnol hon yn achosi erydiad, gan dynnu deunydd yn ffafriol o ochr i fyny'r afon o'r tro. Dros amser, mae teneuo waliau yn arwain at drydylliad a nwy ffliw neu gyddwysiad yn gollwng.

Mecanwaith Erydiad Lludw Plu ar Droadau Tiwbiau

Mae'r mecanwaith erydiad yn gyfuniad o draul traul a thorri. Mae gronynnau lludw hedfan yn taro arwyneb y titaniwm ar onglau fel arfer 20-50 gradd o'i gymharu â'r tangiad arwyneb. Er ei fod yn galed, mae gan ditaniwm galedwch cymharol isel (180-220 HV ar gyfer Gradd 2) o'i gymharu â silica (tua 1,200 HV). Mae trawiad pob gronyn yn dadleoli cyfaint bach o ditaniwm-ar drefn 1–10 µm³ ar gyfer gronyn 20 µm ar 20 m/s. Mae'r gyfradd erydiad yn dilyn deddf pŵer: Erydiad ∝ (V) ^ n × (d) ^ m × (crynodiad gronynnau), lle mae V yn gyflymder, d yw diamedr gronynnau, mae n tua 2.3 ar gyfer titaniwm, ac mae m tua 2.0. Ar droadau, mae'r cyflymder effaith effeithiol yn uwch na chyflymder y nwy swmp oherwydd cyflymiad gronynnau o amgylch y gromlin. Mae ochr i fyny'r afon o'r tiwb yn cael y dwysedd uchaf o effeithiau oherwydd nad yw gronynnau eto wedi'u gwyro gan wrthdrawiadau blaenorol.

Cyfraddau Erydiad Meintiol mewn Lleoliadau Tro Gwahanol

Mae mesuriadau maes a phrofion labordy (cyflymder nwy 20 m/s, lludw hedfan 50 mg/m³, maint gronynnau cymedrig 20 µm) wedi sefydlu'r cyfraddau erydiad canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2:

Adran tiwb syth, llif unffurf: Cyfradd erydiad o 0.05–0.10 mm y flwyddyn. Mae tynnu deunydd yn gymharol unffurf o amgylch y cylchedd. Derbyniol ar gyfer bywyd 10-15 mlynedd gyda thrwch wal 1.5 mm.

Plygwch radiws allanol, penelin 90 gradd, ochr i fyny'r afon: Cyfradd erydiad o 0.6–1.2 mm y flwyddyn. Mae colled wal uchaf yn digwydd ar y pwynt lle mae taflwybr gronynnau yn cysylltu â'r tiwb am y tro cyntaf. Gall teneuo lleol dyllu wal 1.5 mm o fewn 1-2 flynedd.

Plygwch radiws allanol, ochr i lawr yr afon (ar ôl effaith): Cyfradd erydiad o 0.2–0.4 mm y flwyddyn. Mae gronynnau wedi colli egni cinetig ar ôl yr effaith gychwynnol. Erydiad eilaidd yn dal yn sylweddol.

Plygwch radiws mewnol (intrados): Cyfradd erydiad o 0.02–0.05 mm y flwyddyn. Dwysedd effaith gronynnau is. Wedi'i warchod yn gyffredinol gan yr haen ffin nwy.

Troadau lluosog mewn cyfres (ee, ailgynhesydd serpentine): Mae cyfraddau erydiad yn cynyddu 20–50% ar bob tro dilynol oherwydd bod gronynnau'n mynd yn fwy onglog ac ymosodol ar ôl effeithiau cychwynnol.

Lliniaru Erydu a Chanllaw Dewis Dyluniad

Mae'r tabl canlynol yn darparu fframwaith penderfynu ar gyfer rheoli erydiad lludw anghyfreithlon ar droadau tiwb titaniwm yn seiliedig ar lwytho gronynnau a chyflymder nwy:

Peirianneg y Tu Hwnt i Wrthsefyll Erydu

Mae gradd aloi titaniwm yn effeithio ar ymwrthedd erydiad. Mae gan Radd 7 (palladiwm-wedi'i sefydlogi) galedwch tebyg (180–220 HV) a chyfradd erydu i Radd 2. Mae gradd 12 (molybdenwm-nicel) ychydig yn galetach (200–240 HV) ac yn lleihau erydiad 15–20%. Gall triniaethau wyneb wella ymwrthedd erydiad: mae nitriding yn cynhyrchu haen wyneb TiN (500-800 HV) sy'n lleihau erydiad 70-80% ond yn ychwanegu cost. Dylid cynyddu trwch wal y tiwb wrth droadau y tu hwnt i'r gofyniad adran syth. Mae dyluniad nodweddiadol yn defnyddio wal 1.5 mm ar gyfer adrannau syth a wal 2.5 mm ar gyfer radiysau allanol tro. Mae geometreg tro yn hollbwysig: mae troadau radiws hir (R=5D) yn profi erydiad 50% yn is na throadau radiws safonol (R=1.5D). Gellir addasu'r patrwm llif nwy gyda cherbydau troi i fyny'r afon o droadau i ailgyfeirio gronynnau i ffwrdd o'r radiws allanol.

Gwneud Manyleb Gwybodus

Wrth nodi tiwb reheater titaniwm ar gyfer gwasanaeth FGD gyda lludw hedfan, nodwch bob tro yn y llwybr nwy. Ar gyfer pob tro, nodwch drwch wal uwch (2.0-2.5 mm) ar y radiws allanol, naill ai trwy ddefnyddio tiwb plygu di-dor gyda wal fwy trwchus neu trwy osod troshaen weldio o ditaniwm neu garbid twngsten ar yr ochr i fyny'r afon. Gofyn am fodelu dynameg hylif cyfrifiannol (CFD) o daflwybrau gronynnau drwy'r ailgynhesydd i nodi parthau erydiad uchel. Yn ystod y llawdriniaeth, gwnewch brofion trwch ultrasonic yn flynyddol ar radiysau allanol tro. Sefydlu trothwy critigol o drwch wal (ee 0.8 mm ar ôl) lle dylid ailosod neu atgyweirio'r tiwb. Ar gyfer gosodiadau newydd, nodwch radiws tro lleiaf o 3D (tair gwaith diamedr allanol tiwb). Os oes angen troadau tynn (R=1.5D) ar gyfer cyfyngiadau gofod, bydd angen gorchudd carbid twngsten neu lewys traul y gellir eu newid. Drwy fynd i'r afael ag erydiad ffafriol ar droadau fel ystyriaeth ddylunio benodol, mae'r peiriannydd yn ymestyn oes gwasanaeth ailgynheswyr FGD titaniwm o 1–2 flynedd i 10–15 mlynedd mewn ffrydiau nwy ffliw llwythog.