Dalam Insinerator Sisa Scrubber Basah Mengendalikan Wap Asid Hidroklorik, Aloi Titanium (Ti-0.15Pd lwn Ti-0.3Mo-0.8Ni) Yang Mana Menawarkan Rintangan Kakisan Celah Unggul?

Penggosok basah insinerator sisa berada di antara muka antara -gas pembakaran suhu tinggi dan sistem penyerapan cecair yang menghakis. Wap asid hidroklorik daripada pembakaran plastik berklorin dan bahan buangan lain dipeluwapkan kepada minuman keras penyental 5-15% HCl pada 60-80oC. Aloi titanium sering dipilih untuk bahagian dalam penyental seperti pengepala semburan, penghapus kabus dan tiub pemanas semula. Mod kegagalan yang paling biasa ialah kakisan celah pada persimpangan tiub-ke-tiub, di bawah gasket dan di bawah mendapan pepejal. Terdapat dua aloi titanium yang menjadi pesaing untuk perkhidmatan ini, Gred 7 (Ti-0.15Pd) dan Gred 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) dan ia menawarkan kaedah rintangan kakisan celah yang berbeza. Kertas kerja ini menilai prestasi aloi dalam keadaan penyental asid hidroklorik dan menentukan aloi yang memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap serangan celah.

Mekanisme Hakisan Celah dalam Penyental HCl
Dalam celah – biasanya jurang 0.1-0.5 mm antara tiub titanium dan gasket PTFE atau antara tiub dan kepingan tiub bergulung – kimianya sangat berbeza daripada cecair penyental pukal. Proses katodik dengan cepat mengeluarkan oksigen di celah. Jika tiada oksigen titanium dilarutkan secara anodik dengan pembentukan ion Ti³⁺ dan Ti⁴⁺ yang terhidrolisis kepada HCl secara berterusan mengurangkan pH celah. Dalam penyental pukal dengan 10% HCl, pH boleh berada di bawah 0 pada pH kira-kira 0.5. Gabungan kandungan klorida yang tinggi, pH rendah dan pengangkutan jisim yang terhad menghasilkan persekitaran autokatalitik yang membawa kepada kakisan celah yang cepat apabila ia bermula.

Rintangan aloi terhadap serangan ini ditakrifkan oleh suhu celah kritikal (CCT) dan potensi celah kritikal (CCP). CCT ialah suhu maksimum di mana pemasangan celah piawai (ASTM G78) boleh direndam selama 72 jam tanpa serangan celah yang jelas. CCP ialah ambang di mana tiada permulaan celah berlaku pada suhu dan kepekatan klorida tertentu.

Gred 7: Palladium Stabilisasi Pasif
Titanium gred 7 mengandungi 0.12-0.25% paladium, logam mulia yang merupakan tapak katodik yang sangat baik untuk evolusi hidrogen dan pengurangan oksigen. Dalam persekitaran celah kebuluran oksigen-, paladium memangkinkan pengurangan ion hidrogen (2H+ + 2e- → H2) pada potensi lebihan yang lebih rendah daripada titanium itu sendiri. Tindak balas katodik ini melaraskan potensi celah ke arah yang mulia dan seterusnya membantu mengekalkan filem pasif walaupun di bawah pH rendah, keadaan kekurangan oksigen.

Gred 7 mempunyai CCT dalam 10% HCl pada 70 darjah C kira-kira 65 darjah C - iaitu serangan celah tidak bermula di bawah 65 darjah C di bawah keadaan ujian standard. Serangan celah adalah selama 100-200 jam pada 75 darjah . Gred 7 berada pada atau sedikit di bawah CCTnya untuk penyental berjalan pada 60-70 darjah, memberikan margin keselamatan yang kecil tetapi berfungsi.

Gred 12: Mo-Ni Power-Up
Titanium gred 12 mempunyai 0.2-0.4% molibdenum dan 0.6-0.9% nikel. Berbeza dengan paladium, yang mengubah proses katodik, molibdenum diperkaya dalam filem pasif sebagai spesies molibdat (MoO₄²⁻) yang menghalang penembusan ion klorida dan mengurangkan kadar pembubaran anodik. Nikel meningkatkan kestabilan filem pasif dalam mengurangkan asid dan membantu pasif semula selepas kerosakan mekanikal pada filem. Gabungan ini menghasilkan filem pasif yang lebih tahan terhadap kerosakan walaupun dalam kimia celah yang agresif.

Gred 12 mempunyai CCT sekitar 80 darjah dalam 10% HCl pada 70 darjah , yang jauh lebih tinggi daripada Gred 7. Gred 12 menunjukkan sedikit serangan celah selepas 500 jam pada 85 darjah . Prestasi yang dipertingkatkan adalah disebabkan oleh fakta bahawa penambahan nikel-molibdenum membawa kepada peningkatan dalam kestabilan intrinsik filem pasif, dan bukannya pemangkinan logam mulia, yang boleh dihalang apabila evolusi hidrogen adalah tindak balas katodik yang utama.

Perbandingan Prestasi Scrubber Insinerator
Data daripada penyental insinerator sisa berjalan pada 65-70 darjah dengan 8-12% HCl menunjukkan perbezaan yang jelas antara kedua-dua aloi. Tiub gred 7 dikeluarkan selepas perkhidmatan selama 5 tahun menunjukkan serangan celah cetek (dalam 0.1-0.3 mm) pada sambungan tiub bergulung dan di bawah gasket. Beberapa pemasangan Gred 7 telah mengalami penembusan melalui celah pada 7-8 tahun. Di bawah keadaan yang sama, tiub Gred 12 tidak menunjukkan serangan celah yang ketara selepas 5 tahun, dan hanya goresan permukaan minimum (0.05 mm) selepas 8-10 tahun.

Kelebihan Gred 12 amat ketara dalam penyental yang mempunyai masalah suhu. 75-80 pendedahan darjah untuk tempoh yang lama menyebabkan serangan di celah Gred 7 yang mungkin meningkat kepada kedalaman 0.5 mm dalam beberapa bulan. Gred 12 secara relatifnya tidak terjejas pada suhu ini.

Insinerator Scrubber Matriks Aplikasi Aloi Titanium
Kepekatan HCl Keadaan Operasi Scrubber (Julat Suhu Aloi Disyorkan Jangkaan Celah-bebas hayat
Operasi berturut-turut, suhu stabil 5-10% 55-65 darjah Gred 7 5-7 tahun
Bekerja berterusan, suhu konsisten 10-15% 55-65 darjah Gred 12 8-10 tahun
Suhu pengendalian boleh ubah berubah menjadi 75 darjah 5 hingga 10 % 60 hingga 75 darjah Gred 12 6 hingga 8 tahun
Sisa klorin tinggi, selalunya lawatan10-15% 65-80 darjah Gred 12 (min) 5-7 tahun
Sebarang perkhidmatan di mana terdapat deposit pepejal beratSebarang Deposit Gred 12 meningkatkan risiko celah; lebih suka Darjah 12
Binaan baharu, hayat reka bentuk 10 tahun 5-15% 60-70 darjah Gred 12 10+ tahun
Kesimpulan mengenai Spesifikasi Scrubber Insinerator
Dalam penyental basah insinerator sisa di mana wap asid hidroklorik dijangka berada pada 60-80 darjah , titanium Gred 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) adalah lebih baik daripada Gred 7 (Ti-0.15Pd) dari sudut rintangan kakisan. Perencatan anodik daripada penambahan nikel-molibdenum meningkatkan kestabilan filem pasif dan menghasilkan suhu celah kritikal kira-kira 15 darjah lebih tinggi daripada Gred 7. Perkhidmatan penyental biasa ialah pada 65-70 darjah dengan 10% HCl. Gred 12 akan memberikan 8-10 tahun perkhidmatan tanpa celah tetapi Gred 7 akan mula mempamerkan serangan selepas 5-7 tahun. Gred 12: Aloi pilihan untuk pemasangan atau penggantian baharu yang memerlukan hayat 10 tahun, tetapi kos lebih sedikit (kira-kira 15-20% lebih daripada Gred 7). Gred 7 masih sesuai untuk penyental suhu rendah (55-65 darjah ) atau jika kos modal permulaan adalah had utama, tetapi Gred 12 harus dinyatakan di mana suhu penyental boleh melebihi 65 darjah atau di mana kandungan klorida melebihi 10%. Apabila anda membeli, minta tiub ASTM B338 Gred 12 dengan permukaan jeruk dan sambungan tiub ke lembaran tiub yang dikimpal (tidak digulung) untuk menghilangkan celah pada sambungan tiub ke lembaran tiub dan membantu memanjangkan hayat perkhidmatan.