За топлотни штап од титанијума који се користи за топљење парафинског воска на 80 степени уз повремено прегревање до 120 степени, које је критично кумулативно време прегревања (сати) пре него што се восак разгради у карбоксилне киселине које нападају титан? , Које је критично кумулативно време прегревања (сати) пре него што се восак разгради у карбоксилне киселине које нападају титанијум?

Парафински восак се топи на 80 степени за многе индустријске операције као што су производња свећа, ливење и премазивање. Титанијумске топлотне шипке су применљиве за ову услугу при нормалним радним температурама. Понекад долази до прегревања на 120 Ц због квара термостата или лошег преноса топлоте што узрокује термичко пропадање парафинског воска. Ова деградација доводи до карбоксилних киселина, укључујући сирћетну, мрављу и стеаринску киселину, услед процеса оксидације и пуцања. Ове киселине нападају пасивни филм титанијума и изазивају питтинг и једнолику корозију. Кључно кумулативно време прегревања је 100 сати на 120 степени пре него што концентрација киселине постане агресивна. Концентрација киселине је изнад 500 ппм и стопа корозије титанијума се повећава са испод 0,01 мм годишње на 0,1-0,3 мм годишње ако је праг прекорачен.

Механизам разлагања парафина и формирања киселине на високим температурама

Парафински восак је стабилан на 80 степени и не деградира се значајно. На 120 степени долази до термичке оксидације: парафински угљоводоници (Ц20–Ц40) реагују са кисеоником раствореним у њему са формирањем алкохола, алдехида и на крају карбоксилних киселина. Реакција се одвија путем процеса слободних радикала. Настале киселине су корозивне за титанијум јер комбинују јоне титанијума и уништавају пасивни филм. Аррхениус однос показује да се стопа погоршања скоро удвостручује за сваких 10 степени повећања температуре изнад 100 степени. Када се генеришу киселине, оне остају у воску и наставиће да оштећују површину титанијума чак и ако температура падне на 80 степени.

Квантитативно формирање киселине и брзина корозије у односу на време прегревања

Контролисани тестови са парафинским воском (тачка топљења 55 степени, садржај уља<1%) at 120°C have indicated the following acid concentrations and Grade 2 titanium corrosion rates. The TAN is below 0.1 mg KOH/g, the titanium corrosion rate is below 0.01 mm per year and the surface is bright at 0 hours of the entire overheating at 120°C (typical operation at 80°C only). After 25 h overheating, the TAN is 0.3-0.6 mg KOH/g, the corrosion rate is 0.01-0.03 mm/yr and little etching is observed on the surface. At 50 h, TAN increases to 0.6–1.2 mg KOH/g, the corrosion rate increases to 0.03–0.08 mm/year and widespread etching may be observed. At 100 hours (critical threshold), the TAN is 1.2-2.5 mg KOH/g , corrosion rate is 0.08-0.15 mm per year and pitting initiates with a pit density of 5-20 pits per cm2 . After 200 h, the TAN is 2.5-5.0 mg KOH/g. The corrosion rate is 0.15-0.30 mm per year and pitting is serious with a pit depth of 0.1-0.3 mm. Corrosion rate >0.3 mm/yr and perforation of 1.2 mm wall at 500 hrs in 2000–4000 hrs. TAN >5 мг КОХ/г.

Утицај формулације воска и доступности кисеоника на брзину формирања киселине

Брзина разградње зависи од састава воска и доступности кисеоника. Парафински восак са већим садржајем уља разграђује се брже. 60 сати на 1,0 мг КОХ/г ТАН-а на 120Ц за 2% садржаја уља у односу на . 100 сати за восак са мало-уља. Гранаста молекуларна структура микрокристалног воска чини да се спорије разлаже од парафинског воска. Критично кумулативно време прегревања може се продужити на 200 х захваљујући активности уклањања слободних радикала{10}} антиоксиданата као што је бутиловани хидрокситолуен (БХТ) при 500 ппм. Покривање азотом да би се искључио кисеоник ће у потпуности спречити стварање киселине, али је генерално непрактично у резервоарима за топљење. Поновљено прегревање је горе од непрекидног прегревања јер се када се резервоар отвори, уводи нови кисеоник.

Критично кумулативно време превисоке температуре и водич за ублажавање

Табела у наставку показује важна кумулативна времена прегревања на различитим температурама за парафински восак и препоручене мере за грејаче од титанијума степена 2.

Температура прегревања (степен) Критично кумулативно време до 1,0 мг КОХ/г ТАН (сати)Преко-загревање на 80 степени, резултујућа стопа корозије (мм/годишње)Предложена радња
100 500 0.02-0.05 Прихватљиво; проверавајте годишње. 110 200 0.03-0.06 Прихватљиво; проверавајте квартално. 120 100 0.08-0.15 Замените восак ако је прекорачено. 130 50 0.10-0.20 Инсталирајте заштиту од прегревања. 140 25 0.15-0.30Додајте антиоксиданс; Титанијум 7 степена 150 10 0.20–0,40 Редизајн грејача са ограничењем температуре Инжењеринг изван контроле времена прегревања

Отпорност на киселу корозију у великој мери зависи од квалитета титанијума. Стопа корозије у киселом воску је нижа за фактор 2-3 за степен 7 (стабилизован паладијумом), а критично време прегревања је повећано на 250 сати на 120 степени. Дебљина зида даје могућност корозије: зид од 2,0 мм кородиран 0,15 мм годишње због поквареног воска траје 13 година. Ако је ТАН већи од 1,5 мг КОХ/г онда се восак мора променити. Додавање 0,1% натријум карбоната у восак неутралише киселине и избегава напад титанијума, али може нарушити карактеристике воска. Нема прегревања. Постоји температурни сензор и упозорење на 100 степени и искључење грејача на 110 степени.

Израда спецификације која се може знати

- топлотни штап од титанијума који топи парафински восак на 80 степени Ц са периодичним прегревањем до 120 степени Ц. Укупно време прегревања не сме да пређе 100 сати током животног века грејача. Инсталирајте температурни сензор са снимачем података за снимање целог трајања преко 100 степени. Ако укупно време прелази 100 сати, промените пуњење воска и проверите да ли грејна површина има рупе. За апликације где је накупљање топлоте{10}}често или неизбежно, наведите титанијум степена 7 и додајте 500 ппм БХТ антиоксиданса у восак. Рад: Измерите укупан кисели број воска сваких 6 месеци. Замените восак ако укупан кисели број достигне 1,5 мг КОХ/г. Инжењер одржава укупно време прегревања испод критичне границе од 100 сати, чиме се избегава пропадање парафина и накнадни напад киселине на титанијумске грејаче.