Beth Yw'r Pwysedd Rhannol Ocsigen Mwyaf Diogel (atm) mewn Blanced Nitrogen Uwchben Gwresogydd Trochi Titaniwm Yn Gweithredu ar 300 gradd mewn Baddon Halen Eutectig i Osgoi Twf Achosion Alffa Cyflymedig-?

Mae gwresogyddion trochi titaniwm yn cael eu hamddiffyn rhag ocsideiddio gan flanced nitrogen mewn baddon halen ewtectig ar 300 gradd. Fodd bynnag, os oes ocsigen ar gael yn y flanced nitrogen gall ocsigen dreiddio i'r wyneb titaniwm a ffurfio haen achos alffa wedi'i gyfoethogi ag ocsigen. Mae'r haen brau hon yn lleihau bywyd blinder a hydwythedd. Mae cyfradd twf yr achos alffa yn barabolig, ac mae'r dyfnder yn gymesur â gwreiddyn sgwâr amser yn amseru gwasgedd rhannol ocsigen. Dyma'r gwasgedd rhannol ocsigen uchaf y gellir ei ddefnyddio'n ddiogel i osgoi twf achosion alffa cyflymach (hy, llai na 10 m o achos alffa ar ôl 10,000 o oriau gweithredu). Yn uwch na'r lefel hon, mae cyfradd twf achosion alffa yn cynyddu'n gyflym gan achosi breuo a methiant cynnar.

Mecanwaith Alffa-Ffurfio Achos yn ôl Ocsigen ar 300 gradd

Ar 300 gradd mae ocsigen yn tryledu yn interstitaidd yn y dellt titaniwm gan sefydlogi'r cyfnod alffa. Mae haen y cas alffa yn galetach, yn nodweddiadol 300–500 HV o gymharu â 180–220 HV ar gyfer y metel sylfaen ac yn ei hanfod nid yw'n-hydwyth. Rhoddir tyfiant cas alffa-gan yr hafaliad d^2=k_p * t, lle d yw dyfnder y cas alffa, k_p yw'r cysonyn cyfradd parabolig a t yw'r hyd. Mae'r cysonyn cyfradd kp yn gymesur â'r gwasgedd rhannol ocsigen i'r pŵer o 0.5. Ar bwysau rhannol ocsigen islaw gwerth critigol, mae cyfradd twf yr achos alffa yn ddibwys am oes gwasanaeth ymarferol. Uwchben y lefel hon mae'r gyfradd twf yn uchel a gall arwain at freinio'r tiwb gwresogi â waliau tenau mewn misoedd.

Alffa Meintiol-Twf Achos yn erbyn Pwysedd Rhannol Ocsigen ar 300 gradd

Mae profion rheoledig gyda nitrogen-cyfuniadau ocsigen ar 300 gradd am 10,000 o oriau wedi sefydlu dyfnder tyfiannau achosion alffa ar gyfer Ti{5}Gradd 2. Ar bwysedd rhannol ocsigen o 0.0001 atm (0.01% ocsigen) dim ond 2–5 µm. yw'r achos alffa ac felly nid yw'n dylanwadu'n sylweddol ac felly nid yw'n ddylanwad mecanyddol. Mae dyfnder yn 5-10 µm ar 0.0005 atm (0.05% ocsigen), sy'n dderbyniol ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau ag ymyl diogelwch. Ar y trothwy critigol o 0.001 atm (0.1% ocsigen) dyfnder y cas alffa yw 8-15 {micro}m ar ôl 10,000 o oriau, sef y terfyn uchaf a ganiateir. Ar 0.002 atm (0.2% ocsigen) cynyddir y dyfnder i 15–25 µm a gwelir colled mesuradwy o hydwythedd. Ar 0.005 atm (0.5% ocsigen) mae'r dyfnder yn 25-40 µm a gwelir embrittled sylweddol. 35–60 µm dyfnder cas alffa ar 0.01 atm (1% ocsigen) gyda hollt ar gylchred thermol. Ar 0.1 atm (10% ocsigen, sy'n nodweddiadol o aer) mae'r dyfnder yn fwy na 100 µm ar ôl 10,000 o oriau gyda brithiad difrifol.

Tymheredd ac Amser Amlygiad Effeithiau ar oddefgarwch ocsigen

Mae gwasgedd rhannol diogel ocsigen yn gostwng yn serth gyda thymheredd. 8-15 µm alpha-dyfnder cas ar ôl 10,000 awr ar 300 gradd a 0.001 atm O2. Ar 350 gradd a'r un gwasgedd O2 o 0.001 atm mae'r dyfnder yn cynyddu i 20–35 µm, sy'n uwch na'r terfyn a ganiateir. Ar 300 C a 0.002 atm O 2 y dyfnder yw 15-25 um , eto y tu hwnt i'r terfyn. Mae goddefiannau ocsigen yn uwch ar dymheredd is, gyda dyfnder o 10,000 h o ddim ond 5-10 µm ar 250 gradd a 0.005 atm O2. Gall lefelau ocsigen uwch fod yn dderbyniol ar gyfer amseroedd datguddio llai na 10,000 o oriau. Mae'r pwysedd rhannol ocsigen diogel uchaf yn ystod amlygiad 1000 awr ar 300 gradd yn dringo i 0.005 atm (0.5% ocsigen) gyda dyfnder cas alffa o 5-10 μm.

Canllaw Rheoli Pwysedd Rhannol Ocsigen Blancedi Nitrogen

Mae'r tabl canlynol yn cyflwyno argymhellion ar gyfer y pwysau rhannol mwyaf a ganiateir o ocsigen mewn blancedi nitrogen dros wresogyddion trochi titaniwm mewn baddonau halen ewtectig ar 300 gradd fel swyddogaeth o'r bywyd gwasanaeth gofynnol a dyfnder y cas alffa a ganiateir.

Oes Gwasanaeth a Ddymunir (oriau) Alffa Uchaf a Ganiateir-Dyfnder Achos (µm) Uchafswm Pwysedd Rhannol Ocsigen Diogel (atm) Crynodiad Ocsigen Cyfwerth (%) Purdeb Nitrogen a Argymhellir 5,000 10 0.002 0.2% 99.8% 10,000 10 0.001 0.1% 99.9{8% . 50,000 20 0.0002 0.02% 99.98% 100,000 25 0.0001 0.01% 99.99%
Peirianneg Y Tu Hwnt i Bwysau Rhannol o Reoli Ocsigen

Mae gradd titaniwm yn dylanwadu ar cineteg cynhyrchu cas alffa. Mae Gradd 7 yn ymddwyn mewn modd tebyg i radd 2 yn yr achos alffa dros yr un gwasgedd rhannol ocsigen oherwydd nid yw palladium yn newid trylediad ocsigen yn sylweddol. Mae trwch wal yn cynnig lwfans materol. Er enghraifft, mae gan wal 2.0mm gyda dyfnder cas alffa o 20 µm 1.98 mm o graidd hydwyth sy'n dderbyniol, ond dim ond 0.98 mm o graidd hydwyth sydd gan wal 1.0 mm gyda'r un cas alffa a all fod yn ymylol. Dylid cynnal monitor parhaus o'r flanced nitrogen gan ddefnyddio set dadansoddwr ocsigen i larwm ar 0.05% ocsigen (0.0005 atm) i ddarparu ffin diogelwch o dan y terfyn 0.1%. Gall cemeg y baddon halen hefyd effeithio ar dwf achosion alffa; mae amhureddau clorid yn yr halen yn cynyddu cyfradd cludo ocsigen.

Manyleb Gwybodus.

Ar gyfer gwresogydd trochi titaniwm ar 300 gradd C mewn baddon halen eutectig gyda blanced nitrogen, nodwch uchafswm pwysedd rhannol ocsigen o 0.001 atm (0.1 y cant o ocsigen) am oes 10,000 awr. Dylai monitro ocsigen yn y flanced nitrogen fod yn barhaus gyda larwm ar 0.05% ocsigen a chyd-gloi i dorri'r gwresogydd i ffwrdd os yw ocsigen yn fwy na 0.2%. Nodwch nitrogen o leiafswm purdeb 99.9%, pwynt gwlith o dan -60 gradd i sicrhau sychder. Nodwch 99.95% nitrogen (0.05% O₂) ar gyfer bywyd gwasanaeth hirach dros 20,000 o oriau neu gosodwch system derbyniwr ocsigen. Yn ystod y comisiynu mae'n bwysig gwirio'r lefel ocsigen ar wyneb y gwresogydd, nid yn unig yn y fewnfa cyflenwad nwy, oherwydd gall aer fynd i mewn trwy forloi. Er mwyn atal twf cyflym yr alffa-achos a embrittlement gwresogyddion titaniwm mewn gwasanaeth baddon halen tymheredd uchel, mae'r peiriannydd yn rheoli'r pwysedd rhannol ocsigen i lai na 0.001 atm.