Pa Ddull Ymarferol All Rhagfynegi Bywyd Gwasanaeth Gweddill Tiwb Gwresogydd Trydan Titaniwm Ar ôl Amlygiad i Nwy Clorin Gwlyb ar 60 gradd?

Nwy clorin gwlyb ar 60 gradd. yw un o'r amodau mwyaf heriol i offer gwresogi metelaidd; Mae clorin (Cl 2 ), anwedd dŵr (0.5-2% fel arfer) a chynnydd tymheredd yn cyfuno ar yr arwyneb metel i ffurfio asid hydroclorig (HCl) ac asid hypochlorous (HOCl). Mae titaniwm fel arfer yn gallu gwrthsefyll clorin sych, ond mae clorin sych yn ymosod arno'n gyflym ym mhresenoldeb lleithder o fwy na 0.1% oherwydd dadelfennu'r haen oddefol. Yr hyn sydd ei angen yw dull rhagfynegi realistig, sy'n berthnasol i faes, i benderfynu a yw tiwb gwresogydd trydan titaniwm, sydd wedi bod yn agored i glorin gwlyb, yn ddiogel i'w ddefnyddio'n barhaus neu a oes angen ei ddisodli ar unwaith. Nid yw dulliau arolygu traddodiadol (trwch ultrasonic, radiograffeg) yn gallu canfod difrod cynnar oherwydd bod diraddio'n dechrau gyda chynhyrchu hydrid o dan yr wyneb neu dyllu lleol cyn i waliau canfyddadwy gael eu colli.

Mecanwaith Diraddio Gwasanaeth Clorin Gwlyb

O fewn munudau, mae clorin llaith mewn cysylltiad â thiwb gwresogi titaniwm ar 60 gradd yn cychwyn dilyniant o adweithiau. Mae clorin yn hydrolysu i HCl a HOCl , gan leihau'r pH lleol i 2-3 . Yn yr amgylchedd asidig, mae'r cotio TiO2 amddiffynnol yn cael ei ddiddymu ac mae'r titaniwm noeth yn cael ei amlygu. Mewn cyfochrog mae hydrogen atomig a grëwyd yn ystod y digwyddiad cyrydiad yn tryledu i'r dellt titaniwm. Mae titaniwm yn dangos affinedd uchel i hydrogen ac yn ffurfio platennau hydrid titaniwm brau (TiH 2 ) ar hyd ffiniau grawn a chysylltiadau alffa lath. Mae gan y cyfnod hydrid hwn tua 17% yn fwy o gyfaint na'r titaniwm cychwynnol sy'n achosi tensiynau mewnol sy'n achosi-graciau micro. Mae embrittled hydride yn arwain at golli fawr ddim trwch wal canfyddadwy hyd nes y bydd toriad trychinebus, o'i gymharu â chorydiad neu dyllu cyffredin. Mae astudiaethau maes o weithfeydd alcali clor yn datgelu bod gwresogyddion titaniwm sy'n agored i glorin gwlyb yn dangos amsugniad hydrogen mesuradwy o fewn 50 awr o gysylltiad, ond dim newid yn nhrwch wal o fewn y 500 awr gyntaf.

Pedwar Dull Rhagfynegi Ymarferol yn Seiliedig ar Fesuriadau Maes-Cymhwysol

Y safon aur o hyd yw dadansoddiad hydrogen labordy (fusion LECO) ond mae angen samplu dinistriol ar hyn. Mae pedair methodoleg ymarferol yn cael eu dilysu gyda data methiant gwirioneddol ar gyfer rhagfynegiad o fewn-lleoliad o weddill oes y gwasanaeth:

Mesur cyflymder uwchsonig; cynnydd lleol mewn modwlws elastig titaniwm oherwydd cynhyrchu hydride. Gellir defnyddio mesurydd trwch confensiynol yn y modd cyflymder i fesur cyflymder tonnau hydredol trwy wal y tiwb a nodi crynodiadau hydrid uwchlaw 300 ppm. Mae cynnydd o 1.5% mewn cyflymder dros y llinell sylfaen (6,100 m/s ar gyfer titaniwm Gradd 2 heb ei ddatgelu o'i gymharu â. 6,190 m/s ar gyfer deunydd wedi'i hydreiddio) yn dangos bod tua 40% o weddill yr oes wedi'i dreulio.

Asesiad caledwch wyneb (dull cludadwy Leeb neu UCI) Mae hydrid titaniwm yn llawer anoddach na'r metel sylfaenol (350 HV o'i gymharu â 180 HV ar gyfer Gradd 2). Mae'r map difrod yn deillio o 5-10 mesuriad caledwch ar hyd hyd y tiwb. Mae cynnwys hydrid sy'n uwch na 500 ppm yn cyfateb i galedwch uwch na 240 HV ac i ddefnydd bywyd o 60-70%.

Prawf plygu gwrthdro o gwpon bach (dinistriol ond ymarferol ar gyfer adrannau tiwb sbâr): Plygwch segment cylch 5 mm o led 90 gradd o amgylch mandrel sy'n hafal i ddwywaith diamedr y tiwb. Bydd titaniwm heb ei amlygu yn plygu heb gracio. Bydd deunydd sydd â chynnwys hydrid o 800 ppm neu fwy yn torri â chraciau gweladwy. Mae'r dull hwn yn darparu pwynt penderfyniad ie/na.

Electrochemical hydrogen probe (applied on the surface of the tube): A portable solid-state probe monitors the hydrogen activity at the metal surface. Readings >Mae 10-6 atm yn cyfateb i grynodiadau hydrogen mewnol y tu hwnt i'r terfyn hydoddedd (~200 ppm ar gyfer gradd 2 ar 60 gradd ). Mae angen glanhau arwyneb y weithdrefn annistrywiol hon ond mae'n rhoi effeithiau cyflym.

Model rhagfynegi bywyd gwasanaeth yn seiliedig ar fesuriad

Mae'r tabl canlynol yn cynnwys matrics dewis ymarferol ar gyfer tiwbiau gwresogydd titaniwm mewn clorin gwlyb ar 60 gradd yn seiliedig ar baramedrau mesuradwy yn y maes.

Mesur Canlyniad a Difrod Dangosydd Amcangyfrif o Fywyd Gwasanaeth sy'n weddill Cam Gweithredu a Rhesymeg a Argymhellir
Cyflymder uwchsonig arferol (+/- 0.2%), caledwch < 210 HV, dim craciau ar brawf plygu 80 i 100% o'r bywyd gwreiddiol sy'n weddill Parhau â'r gwasanaeth. Cynnal-ailarolygiad misol. Gwiriad ffynhonnell clorin llaith wedi'i ddileu.
Cynnydd Cyflymder 0.5-1.0% Caledwch 210-230 Prawf Troi HV Pasiwyd 50-70% yn weddill (tua 500-1000 awr @ 60 gradd )Monitro bob yn ail wythnos. Amnewid amserlen o fewn 3 mis. Lleihau cyfradd cynhyrchu hydrogen trwy leihau dwysedd pŵer gwresogydd 30%
Cynnydd mewn cyflymder 1.0-1.8%, cynnydd mewn caledwch 230-260 HV, prawf plygu yn dangos micro-graciau ar ochr tensiwn Gweddill 20-40% (tua 150-300 awr) Trefnu amnewid ar unwaith (o fewn 2 wythnos). Ar gyfer gwasanaeth brys yn unig, tymheredd gweithredu is i uchafswm o 50 gradd.
Velocity >1.8% increase, hardness >260 HV, toriad prawf plygu yn gyfan gwbl Llai na 50 awr ar ôl Tynnu allan o wasanaeth ar unwaith. Crynodiad hydrid yn uwch na lefel y trothwy (tua 1,500 ppm). Methiant trychinebus sydd ar ddod.
Y Tu Hwnt i Beirianneg Dull Rhagfynegi

Mae'r dulliau rhagfynegi hyn yn rhagdybio bod yr amlygiad clorin llaith wedi dod i ben. Mae amlygiad pellach y gwresogydd i glorin gwlyb yn arwain at gyflymiad esbonyddol o ddiraddiad ac mae amcangyfrifon o weddill bywyd yn annilys o fewn dyddiau. Nid yw mesur trwch wal yn unig yn ddigon oherwydd gall tiwb golli llai na 0.1 mm o wal a dal i gynnwys digon o hydrid i achosi toriad trychinebus. A gwnewch bob amser brofi caledwch neu fesur cyflymder ultrasonic yn ogystal â gwiriadau trwch wrth wirio gwresogydd titaniwm ar ôl amlygiad clorin gwlyb. Ar gyfer gwresogyddion sydd wedi mynd trwy sawl cylch o -sych gwlyb (clorin ac yna gweithrediad sych), mae'r difrod hydrid yn cronni ac nid yw'n cael ei unioni gan wasanaeth sych dilynol. Mae gan ditaniwm Gradd 7 (sy'n cynnwys palladiwm) wrthwynebiad llawer gwell i hydradu clorin gwlyb na Gradd 2, gyda disgwyliad oes o tua 4 i 5 gwaith yn hirach o dan yr un amodau.

Gwerthusiad Gwybodus

Os yw tiwb gwresogydd trydan titaniwm wedi bod yn agored i nwy clorin llaith ar 60 gradd, peidiwch â dibynnu ar archwiliad gweledol neu fesur trwch syml yn unig. Prynwch fesurydd trwch ultrasonic cludadwy sy'n gallu mesur cyflymder a phrofwr caledwch wedi'i raddnodi. Ar gyfer tiwbiau heb fesuriadau gwaelodlin, cymharwch ddarlleniadau â'r rhai a gafwyd o ddarn heb ei ddatgelu o'r un lot neu â gwerthoedd cyfeirio cyhoeddedig ar gyfer y radd titaniwm benodol. Os caiff datguddiad hydrogen ei gadarnhau, yna defnyddiwch y fframwaith uchod i sefydlu rhaglen arolygu ar sail risg. Mewn cymwysiadau hanfodol lle mae presenoldeb anwedd dŵr yn y llif nwy yn debygol, nodwch titaniwm Gradd 7 a gosod synhwyrydd lleithder gyda larwm ar 0.05% anwedd dŵr. Mae'r dull hwn o ddethol a monitro deunydd yn trawsnewid mecanwaith methiant afreolaidd embrittled hydrid yn broses ddiraddio y gellir ei rhagweld ac y gellir ei holrhain.