Pan Ddefnyddir Gwialen Gwres Titaniwm i Uwchgynhesu Stêm ar 250 gradd a 10 bar, Beth Yw'r Halogiad Ocsigen Uchaf a Ganiateir yn y Stêm i Osgoi Ffurfio Naddion Ocsid Di-?

Mae titaniwm yn amddiffynnol mewn stêm wedi'i gynhesu ar 250oC a 10 bar, gan ffurfio graddfa titaniwm deuocsid (TiO2). Fodd bynnag, mae halogiad ocsigen o'r stêm uwchlaw daduniad nodweddiadol anwedd dŵr yn cynyddu ocsidiad ac yn effeithio ar morffoleg y raddfa. Mae'r ocsigen dros ben yn arwain at gynhyrchu graddfa drwchus, amlhaenog gan gynnwys TiO₂ ac is-ocsidau megis Ti₂O₃ a TiO. Nid yw'r raddfa hon yn-ymlynol ac mae'n asglodi'n hawdd i gynhyrchu naddion ocsid a all halogi offer i lawr yr afon megis tyrbinau, falfiau a chyfnewidwyr gwres. Ni ddylai'r halogiad ocsigen fod yn fwy na 10 rhan y filiwn yn ôl cyfaint (10 cm3 o O2 fesul m3 o stêm) i atal datblygiad naddion ocsid anhylynol. Mae'r raddfa'n amrywio rhwng 500 a 1,000 o oriau gweithredu uwchlaw'r lefel hon.

Mecanwaith ocsigen-wedi'i achosi gan raddfa sy'n asglodi mewn stêm wedi'i gynhesu'n ormodol

Adwaith ocsidiad stêm arferol ar 250 gradd Ti + 2H2O → TiO2 + 2H2. Gyda'r ocsigen ychwanegol yr adwaith yw Ti + O 2 → TiO 2 . Mae'r gyfradd ocsideiddio yn gymesur â gwreiddyn sgwâr gwasgedd rhannol ocsigen. Mae'r ocsid canlyniadol yn fwy trwchus, yn fwy mandyllog ac yn cynnwys micrograciau. Mae hyn oherwydd straen twf sy'n gyflymach. Mae'r raddfa fandyllog drwchus yn diflannu'n hawdd ar oeri neu feicio thermol oherwydd diffyg cyfatebiaeth ehangu thermol rhwng y metel ocsid a thitaniwm. Mae'r naddion ocsid a asglwyd yn cael eu cludo gan y llif stêm a gallant niweidio offer i lawr yr afon. Mae'r rhanbarthau asglwyd yn datgelu titaniwm newydd sy'n ocsideiddio'n gyflym. Mae hyn yn arwain at dwf cylchol ac asgliad.

Ymlyniad ac asgliad ar y raddfa feintiol yn erbyn crynodiad ocsigen

Mae nodweddion graddfa ar gyfer titaniwm Gradd 2 wedi'u datblygu ar gyfer symiau amrywiol o halogiad ocsigen mewn profion rheoledig mewn stêm wedi'i gynhesu ar 250 gradd a 10 bar am 1,000 o oriau. Pan fo'r cynnwys ocsigen yn llai nag 1 ppm (ager pur), mae trwch y raddfa yn 2-5 µm, mae'r raddfa yn ymlynol ac yn llwyd tywyll ac nid oes unrhyw asgliad yn digwydd ar ôl 1000 awr. Gydag ocsigen 1-5 ppm mae trwch y raddfa yn cynyddu i 5-10 μm. Mae'r raddfa'n glynu gyda mân holltau arwyneb ac ni welir unrhyw naddion. Mewn crynodiadau ocsigen o 5-10 ppm, trwch y raddfa yw 10-20 µm, mae'r raddfa'n dechrau hollti ar yr ymylon ac mae naddion bach o dan 0.1 mm yn ymddangos yn achlysurol sy'n addas ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau diwydiannol. Ocsigen 10–25 ppm Trwch graddfa 20–40 µm Graddfa asglodi 20–40% o'r arwyneb ar ôl 500 awr Naddion wedi'u creu 0.1–0.5 mm Nid yw hyn yn briodol ar gyfer systemau stêm glân. Pan fo'r ocsigen yn uwch na 25 ppm, mae trwch y raddfa yn fwy na 50 μm, mae asgliad difrifol yn digwydd ar ôl 100-200 awr a chrëir naddion mawr sy'n fwy na 0.5 mm, nad yw'n addas ar gyfer unrhyw system stêm.

Tymheredd Ager a Phwysau Effeithiau ar oddefgarwch ocsigen.

Mae'r terfyn crynodiad ocsigen a ganiateir yn gostwng wrth i'r tymheredd stêm a'r pwysau gynyddu. Yr ocsigen a ganiateir ar gyfer graddfa gludiog yw 25 ppm ar 200 gradd a therfyn 8 bar yw trwch graddfa o 5–10 µm. Ar 250 gradd a 10 bar mae'r ocsigen a ganiateir yn cael ei ostwng i 10 ppm gyda thrwch graddfa 10-20 µm. Ar 300 gradd ac 20 bar, gyda thrwch graddfa o 15-30 µm, mae'r uchafswm ocsigen a ganiateir yn cael ei ostwng ymhellach i 5 ppm. Dim ond 2 ppm yw'r ocsigen a ganiateir ar 350 gradd a 40 pwysedd gyda thrwch graddfa o 20–40 µm. Ar bwysau 400 gradd ac 80, y crynodiad ocsigen a ganiateir yw 1 ppm a thrwch y raddfa yw 30-50 μm. Mae tymheredd uwch yn cynyddu cineteg ocsideiddio, felly mae rheolaeth ocsigen llymach yn atal asglodi.

Canllaw i Reoli Halogiad Ocsigen mewn Systemau Stêm Uwchgynhesu

Gwresogyddion titaniwm gradd 2. Mae'r tabl sy'n cyd-fynd ag ef yn nodi argymhellion o'r crynodiadau ocsigen uchaf a ganiateir mewn stêm wedi'i gynhesu'n ormodol yn dibynnu ar ofynion y gwasanaeth a pha mor agored yw offer i lawr yr afon i naddion ocsid.

Gofyniad Gwasanaeth Sensitifrwydd i Lawr yr Afon i Naddion Ocsid Uchafswm O2 a Ganiateir (ppm) Trwch Graddfa Ddisgwyliedig Ar ôl 1,000 o Oriau (µm) Risg o Asglodi
Glanhau ager ar gyfer bwyd neu fferyllol Uchel iawn<1 None 2-5
Steamt diwydiannol sensitifrwydd naddion iselIsel<5 5 – 10 Low
Stêm diwydiannol, iawn ar gyfer y naddion od Cymedrol<10 10-20 Moderate
Gwasanaeth heb fod yn feirniadol Isel<25 20–40 High (likely flakes)
>50 Severe >25 Unrhyw Annerbyniol
Rheoli Crynodiad Ocsigen: Y tu hwnt i Beirianneg:

The grade of titanium has no major influence on the scale spalling at 250 °C, as Grade 2 and Grade 7 react equally in these conditions. Wall thickness is a metal loss allowance, 2.0 mm wall with a 0.01 mm per year oxidation loss, for 1,000 hours of operation, would last 200 years. The velocity of the steam flow effects the flake removal, high speeds (>20 m/eiliad) yn gallu symud cloriannau hyd yn oed os ydynt yn amlwg ynghlwm. Gellir cael gwared ar naddion rhydd trwy lanhau ager o bryd i'w gilydd ar 50 m/s am 1 awr cyn iddynt gronni. Mae dadansoddwr ocsigen yn y llinell stêm yn monitro'n barhaus, ac mae set rhybudd ar 8 ppm O₂ yn caniatáu cymryd mesurau adfer cyn y terfyn 10 ppm.

Creu manyleb wybodus

Ar gyfer gwialen gwres titaniwm ar gyfer stêm uwchgynhesu ar 250 gradd a 10 bar, rhaid i'r cynnwys ocsigen yn y ffynhonnell stêm fod yn is na 5 ppm ar gyfer cymwysiadau stêm glân neu'n is na 10 ppm ar gyfer defnydd diwydiannol. Gosodwch ddadansoddwr ocsigen ar-lein gyda larwm am 8 ppm a chyd-gloi sy'n torri pŵer gwresogydd neu'n cau'r system os yw ocsigen yn uwch na 15 ppm. Systemau presennol gyda lefelau O2 > 10 ppm Lleihau tymheredd stêm i 200 gradd sy'n caniatáu 25 ppm O₂ Gosod system deocsigeneiddio Yn ystod y comisiynu, gwiriwch wyneb y gwresogydd ar ôl 100 awr o weithredu. Os oes fflochiau ocsid yn amlwg, lleihau'r crynodiad ocsigen neu'r tymheredd. Mae cynnal halogiad ocsigen o dan 10 ppm yn atal cynhyrchu naddion ocsid nad ydynt yn glynu a fyddai'n halogi offer i lawr yr afon ac yn diraddio bywyd gwresogyddion mewn gwasanaeth stêm wedi'i gynhesu'n ormodol.