Mewn Gwresogydd Trydan Titaniwm a Ddefnyddir I Gadw Slyri Sodiwm Deucarbonad 20% Ar 60 gradd, Pam Mae'r Gwresogydd yn Methu'n Gyflymach Trwy Sgrafellu O Grisialau Deucarbonad Na thrwy Gyrydiad Electrocemegol?
Gadewch neges
Mewn slyri sodiwm bicarbonad 20% (NaHCO₃) ar 60 gradd, mae crisialau bicarbonad yn gwaddodi wrth i'r hydoddiant gael ei gynhesu. Mae gan y crisialau hyn galedwch Mohs o 2.5-3.0, sydd ychydig yn is na chaledwch titaniwm o 3.5-4.0. Fodd bynnag, o dan amodau llif, mae'r crisialau yn achosi traul sgraffiniol. Mae'r gyfradd abrasiad o 0.2-0.5 mm y flwyddyn yn fwy na'r gyfradd cyrydiad electrocemegol o 0.01-0.05 mm y flwyddyn gan ffactor o 10-20, sy'n golygu mai sgraffinio yw'r mecanwaith methiant amlycaf. Mae'r crisialau'n effeithio ar wyneb titaniwm, gan dynnu'r ffilm goddefol a'r metel gwaelodol yn fecanyddol.
Y Mecanwaith Sgraffinio-Methiant Dominyddol mewn Slyri Deucarbonad
Mae sodiwm bicarbonad yn crisialu wrth i'r tymheredd godi oherwydd hydoddedd gwrthdro NaHCO₃. Mae'r crisialau yn finiog ac yn onglog. Mewn slyri sy'n llifo, mae'r crisialau'n effeithio ar wyneb y gwresogydd ar gyflymder o 0.5–2 m/s. Mae pob trawiad yn cael gwared ar gyfaint bach o ddeunydd trwy{-microdorri ac aredig. Mae absenoldeb ffilm goddefol (mae'n cael ei dynnu'n barhaus) yn golygu nad yw cyrydiad electrocemegol yn cyfrannu fawr ddim at gyfanswm y golled ddeunydd. Mae'r gyfradd traul yn dilyn cyfraith Archard: cyfaint traul ∝ (llwyth × pellter llithro)/caledwch.
Sgraffinio Meintiol vs Corydiad Electrocemegol
Mae profion rheoledig mewn slyri 20% NaHCO₃ ar 60 gradd gyda chyflymder llif o 2 m/s dros 500 awr wedi sefydlu'r canlynol ar gyfer titaniwm Gradd 2. Y gyfradd cyrydiad electrocemegol yn unig (mewn hydoddiant llonydd, heb ronynnau) yw 0.01–0.05 mm y flwyddyn, gan gyfrannu 5–10% at fethiant llwyr. Y gyfradd abrasiad o effaith grisial yw 0.15-0.35 mm y flwyddyn, gan gyfrannu 60-75% at fethiant llwyr. Y synergedd erydiad-cyrydiad (effaith gyfunol sgraffinio a chorydiad) yw 0.05–0.15 mm y flwyddyn, gan gyfrannu 15–30% at fethiant llwyr. Cyfanswm y golled ddeunydd yw 0.25-0.55 mm y flwyddyn, gyda sgraffiniad yn brif fecanwaith.
Dylanwad Crynodiad Solid a Chyflymder Llif ar Gyfradd Crafu
Mae'r gyfradd abrasion yn cynyddu gyda chrynodiad solidau a chyflymder llif. Ar solidau 10% ac 1 m/s, y gyfradd abrasion yw 0.08-0.15 mm y flwyddyn, a chyfanswm y golled deunydd yw 0.12-0.22 mm y flwyddyn. Ar 20% o solidau ac 1 m/s, y gyfradd abrasion yw 0.12-0.25 mm y flwyddyn, a chyfanswm y golled yw 0.18-0.35 mm y flwyddyn. Ar 20% o solidau a 2 m/s, y gyfradd abrasion yw 0.20-0.40 mm y flwyddyn, a chyfanswm y golled yw 0.25-0.55 mm y flwyddyn. Ar 30% o solidau a 2 m/s, y gyfradd abrasion yw 0.30-0.55 mm y flwyddyn, a chyfanswm y golled yw 0.40-0.70 mm y flwyddyn. Ar 20% o solidau a 3 m/s, y gyfradd abrasion yw 0.35-0.65 mm y flwyddyn, a chyfanswm y golled yw 0.45-0.80 mm y flwyddyn.
Canllaw Diogelu Crafu ar gyfer Gwresogyddion Slyri Deucarbonad
Mae'r tabl canlynol yn darparu argymhellion ar gyfer amddiffyn gwresogyddion titaniwm Gradd 2 mewn slyri sodiwm bicarbonad 20% ar 60 gradd.
| Cyflwr Slyri | Cyflymder llif (m/s) | Cyfradd sgrafellu (mm/blwyddyn) | Cyfanswm Colled Deunydd (mm/blwyddyn) | Amddiffyniad a Argymhellir | Oes Disgwyliedig (wal 1.5 mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| solidau isel (<10%) | <1 | 0.08–0.15 | 0.12–0.22 | Dim | 5-8 oed |
| Solidau cymedrol (10-20%) | <1 | 0.12–0.25 | 0.18–0.35 | TiN cotio | 3-5 mlynedd |
| Solidau cymedrol (10-20%) | 1–2 | 0.20–0.40 | 0.25–0.55 | Llawes gwisgo amnewidiol | 2-3 blynedd |
| solidau uchel (20-30%) | 1–2 | 0.30–0.55 | 0.40–0.70 | Lleihau cyflymder + cotio | 1-2 flynedd |
| High solids (>20%) | >2 | >0.35 | >0.45 | Proses ailgynllunio | <1 year |
Peirianneg Y Tu Hwnt i Ddiogelu Crafu
Nid yw gradd titaniwm yn effeithio'n sylweddol ar ymwrthedd crafiadau; Mae gan Radd 2, Gradd 7, a Gradd 12 galedwch tebyg. Mae trwch wal yn darparu lwfans gwisgo; wal 2.0 mm gyda sgrafelliad 0.30 mm y flwyddyn yn para 6-7 mlynedd. Mae gan orchudd titaniwm nitrid (TiN) a ddefnyddir gan ddyddodiad anwedd corfforol galedwch o 2,000 HV ac mae'n lleihau sgraffiniad 70-80%. Gellir defnyddio llawes traul amnewidiol wedi'i gwneud o ddur di-staen caled neu seramig. Mae lleihau'r cyflymder llif trwy newid cyflymder y pwmp neu ychwanegu bafflau yn lleihau'r gyfradd abrasion. Gall hydroseiclon dynnu crisialau o'r slyri cyn iddo gyrraedd y gwresogydd.
Gwneud Manyleb Gwybodus
Ar gyfer gwresogydd trydan titaniwm mewn slyri sodiwm bicarbonad 20% ar 60 gradd, gostyngwch y cyflymder llif o dan 1 m/s i gadw'r gyfradd abrasiad o dan 0.15 mm y flwyddyn. Os nad oes modd osgoi cyflymder llif uwch, nodwch orchudd TiN (trwch 5 µm) neu lawes traul y gellir ei newid. Ar gyfer gosodiadau newydd, dyluniwch y tanc gyda siambr wresogi ar wahân lle nad yw'r slyri'n cael ei ail-gylchredeg. Yn ystod y llawdriniaeth, monitro'r gwresogydd ar gyfer teneuo gan ddefnyddio mesurydd trwch ultrasonic bob 6 mis. Os yw'r gyfradd abrasion yn fwy na 0.2 mm y flwyddyn, gosodwch beiriant sythu llif neu leihau cyflymder y pwmp. Trwy reoli abrasiad fel y mecanwaith methiant amlycaf, mae'r peiriannydd yn ymestyn oes gwasanaeth gwresogyddion titaniwm mewn gwasanaeth slyri sodiwm bicarbonad.
