Mewn Llosgydd Gwastraff Sgwrwyr Gwlyb sy'n Trin Anweddau Asid Hydroclorig, Pa Alloy Titaniwm (Ti-0.15Pd vs Ti-0.3Mo-0.8Ni) Sy'n Cynnig Gwrthsefyll Cyrydiad Agen Superior?

Mae sgwrwyr gwlyb llosgyddion gwastraff yn eistedd ar y rhyngwyneb rhwng nwyon hylosgi tymheredd uchel a systemau amsugno hylif cyrydol. Mae anweddau asid hydroclorig o losgi plastigau clorinedig a gwastraff arall yn cael eu cyddwyso i hylif sgwrwyr o 5-15% HCl ar 60-80oC. Mae aloion titaniwm yn aml yn cael eu dewis ar gyfer mewnoliadau sgwrwyr fel penawdau chwistrellu, dilëwyr niwl, a thiwbiau ailgynhesu. Y dull methiant mwyaf cyffredin yw cyrydiad hollt ar gyffyrdd tiwb-i-tiwb, o dan gasgedi ac o dan ddyddodion solet. Mae dau aloi titaniwm yn gystadleuwyr ar gyfer y gwasanaeth hwn, Gradd 7 (Ti-0.15Pd) a Gradd 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) ac maent yn cynnig gwahanol ddulliau o wrthsefyll cyrydiad agennau. Mae'r papur hwn yn gwerthuso perfformiad yr aloion mewn amodau sgwrwyr asid hydroclorig ac yn penderfynu pa aloi sy'n darparu gwell amddiffyniad rhag ymosodiad agennau.

Mecanwaith Cyrydiad Agen mewn Sgrwyr HCl
Mewn hollt - fel arfer bwlch o 0.1-0.5 mm rhwng tiwb titaniwm a gasged PTFE neu rhwng tiwb a dalen tiwb wedi'i rolio - mae'r cemeg yn wahanol iawn i hylif sgwrwyr swmp. Mae prosesau cathodig yn dihysbyddu ocsigen yn yr hollt yn gyflym. Yn absenoldeb ocsigen mae titaniwm yn cael ei hydoddi'n anodig gan ffurfio ïonau Ti³⁺ a Ti⁴⁺ sy'n hydroleiddio i HCl gan leihau'r pH hollt yn raddol. Mewn sgwrwr swmp gyda 10% HCl, gall y pH fod yn is na 0 ar pH o tua 0.5. Mae'r cyfuniad o gynnwys clorid uchel, pH isel a thrafnidiaeth màs cyfyngedig yn arwain at amgylchedd awtocatalytig sy'n arwain at gyrydiad agen cyflym ar ôl iddo ddechrau.

Diffinnir ymwrthedd aloi i'r ymosodiad hwn gan y tymheredd agennau critigol (CCT) a'r potensial agennau critigol (CCP). CCT yw'r tymheredd uchaf lle gellir trochi cynulliad agennau safonol (ASTM G78) am 72 awr heb ymosodiad amlwg ag holltau. Y CCP yw'r trothwy lle nad oes unrhyw gychwyn hollt ar dymheredd a chrynodiad clorid penodol.

Gradd 7: Palladium Sefydlogi Passivation
Mae titaniwm Gradd 7 yn cynnwys 0.12- 0.25% palladium, metel bonheddig sy'n safle cathodig ardderchog ar gyfer esblygiad hydrogen a lleihau ocsigen. Yn yr amgylchedd agennau â newyn o ocsigen, mae palladium yn cataleiddio rhydwythiad ïonau hydrogen (2H+ + 2e- → H2) ar or-botensial is na thitaniwm ei hun. Mae'r adwaith cathodig hwn yn addasu potensial yr hollt i'r cyfeiriad bonheddig ac felly'n helpu i gynnal y ffilm oddefol hyd yn oed o dan amodau pH isel, diffyg ocsigen.

Mae gan Radd 7 CCT mewn 10% HCl ar 70 deg C o tua 65 deg C - hy nid yw ymosodiad agennau yn dechrau islaw 65 gradd C o dan amodau prawf safonol. Mae ymosodiad agennau yn ystod 100-200 awr ar 75 gradd. Mae Gradd 7 ar neu ychydig yn is na'i CCT ar gyfer sgwrwyr sy'n rhedeg ar 60-70 gradd, gan ddarparu ymyl diogelwch bach ond swyddogaethol.

Gradd 12: Mo-Ni Power-Up
Mae gan ditaniwm Gradd 12 0.2-0.4% molybdenwm a 0.6-0.9% nicel. Mewn cyferbyniad â palladium, sy'n newid y broses cathodig, mae molybdenwm yn cael ei gyfoethogi yn y ffilm goddefol fel rhywogaeth molybdate (MoO₄²⁻) sy'n rhwystro treiddiad ïon clorid ac yn lleihau cyfradd diddymu anodig. Mae nicel yn cynyddu sefydlogrwydd y ffilm goddefol wrth leihau asidau a chymhorthion ail-droseddu ar ôl difrod mecanyddol i'r ffilm. Mae'r cyfuniad hwn yn arwain at ffilm oddefol fwy gwydn sy'n gwrthsefyll chwalfa hyd yn oed mewn cemegau agennau ymosodol.

Mae gan Radd 12 CCT o tua 80 gradd mewn 10% HCl ar 70 gradd, sy'n llawer uwch na Gradd 7. Mae Gradd 12 yn dangos ychydig o ymosodiad ag agen ar ôl 500 awr ar 85 gradd. Priodolir y perfformiad gwell i'r ffaith bod yr ychwanegiad nicel molybdenwm yn arwain at gynnydd yn sefydlogrwydd cynhenid ​​​​y ffilm oddefol, yn hytrach na chatalysis metel nobl, y gellir ei rwystro pan mai esblygiad hydrogen yw'r prif adwaith cathodig.

Cymhariaeth Perfformiad Sgwrwyr Llosgydd
Roedd data o sgwrwyr llosgydd gwastraff yn rhedeg ar 65-70 gradd gyda HCl 8-12% yn dangos gwahaniaethau clir rhwng y ddau aloi. Mae tiwbiau Gradd 7 a dynnwyd ar ôl 5 mlynedd o wasanaeth yn dangos ymosodiad ag agen bas (0.1-0.3 mm o ddyfnder) ar uniadau tiwbiau wedi'u rholio ac o dan gasgedi. Mae rhai o'r gosodiadau Gradd 7 wedi profi trydylliad trwy hollt yn 7-8 oed. O dan yr un amodau, nid yw tiwbiau Gradd 12 yn dangos unrhyw ymosodiad agen sylweddol ar ôl 5 mlynedd, a dim ond ychydig iawn o ysgythru arwyneb (0.05 mm) ar ôl 8-10 mlynedd.

Mae mantais Gradd 12 yn arbennig o amlwg mewn sgwrwyr sydd â phroblemau tymheredd. 75-80 mae amlygiad i raddau am gyfnodau hir yn achosi ymosodiad mewn agennau Gradd 7 a all dyfu i ddyfnder o 0.5mm mewn misoedd. Nid yw Gradd 12 yn cael ei effeithio i raddau helaeth ar y tymereddau hyn.

Sgwriwr Llosgydd Matrics Cais Aloi Titaniwm
Crynodiad HCl Cyflwr Gweithredu Sgwrwyr (Ystod Tymheredd Alloy a Argymhellir-Bywyd am Ddim
Gweithrediad olynol, tymheredd sefydlog 5-10% 55-65 gradd Gradd 7 5-7 mlynedd
Gweithio'n barhaus, tymheredd cyson 10-15% 55-65 gradd Gradd 12 8-10 mlynedd
Tymheredd gweithredu newidiol yn cynhyrfu i 75 gradd 5 i 10 % 60 i 75 gradd Gradd 12 6 i 8 mlynedd
Gwastraff clorin uchel, yn aml gwibdeithiau 10-15% 65-80 gradd Gradd 12 (munud) 5-7 mlynedd
Unrhyw wasanaeth lle mae dyddodion solet trwm yn bresennol Unrhyw Adnau Gradd 12 yn cynyddu risg agennau; Gwell Gradd 12
Adeilad newydd, 10 mlynedd o oes dylunio 5-15% 60-70 gradd Gradd 12 10+ mlynedd
Casgliad ar Fanyleb Sgwrwyr Llosgydd
Mewn sgwrwyr gwlyb llosgydd gwastraff lle disgwylir i anweddau asid hydroclorig fod ar 60-80 gradd, mae titaniwm Gradd 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) yn well na Gradd 7 (Ti-0.15Pd) o safbwynt ymwrthedd cyrydiad agennau. Mae'r ataliad anodig o'r ychwanegiad nicel molybdenwm yn gwella sefydlogrwydd y ffilm oddefol ac yn arwain at dymheredd hollt critigol tua 15 gradd yn uwch na Gradd 7. Mae gwasanaeth sgwrwyr nodweddiadol ar 65-70 gradd gyda 10% HCl. Bydd Gradd 12 yn rhoi 8-10 mlynedd o wasanaeth heb agennau ond bydd Gradd 7 yn dechrau arddangos ymosodiad ar ôl 5-7 mlynedd. Gradd 12: Yr aloi a ffefrir ar gyfer gosodiadau newydd neu ailosodiadau sy'n gofyn am oes 10 mlynedd, ond mae'n costio ychydig yn fwy (tua 15-20% yn fwy na Gradd 7). Mae Gradd 7 yn dal yn addas ar gyfer y sgwrwyr tymheredd is (55-65 gradd) neu os mai cost cyfalaf cychwynnol yw'r prif gyfyngiad, ond dylid nodi Gradd 12 lle gall tymheredd y sgwrwyr fod yn fwy na 65 gradd neu lle mae'r cynnwys clorid yn fwy na 10%. Pan fyddwch chi'n prynu, gofynnwch am diwbiau ASTM B338 Gradd 12 gydag arwynebau wedi'u piclo a chymalau tiwb-i-tiwb wedi'u weldio (heb eu rholio) i ddileu agennau yn y cysylltiadau tiwb-i-tiwb a helpu i ymestyn bywyd gwasanaeth.