Која легура титанијума (Ти-0,15Пд наспрам Ти-0,3Мо-0,8Ни) нуди врхунску отпорност на корозију у пећима за спаљивање отпада који рукују парама хлороводоничне киселине?

Влажни скрубери за спаљивање отпада се налазе на граници између високо{0}}гасова сагоревања и система за апсорпцију корозивне течности. Паре хлороводоничне киселине из сагоревања хлорисане пластике и другог отпада кондензују се у течност за чишћење од 5-15% ХЦл на 60-80оЦ. Легуре титанијума се често бирају за унутрашње делове чистача, као што су заглавци за прскање, елиминатори магле и цеви за догревање. Најчешћи начин квара је корозија пукотина на спојевима између цеви и лимова, испод заптивки и испод чврстих наслага. Постоје две легуре титанијума које су кандидати за ову услугу, Граде 7 (Ти-0,15Пд) и Граде 12 (Ти-0,3Мо-0,8Ни) и нуде различите методе отпорности на корозију у пукотинама. Овај рад процењује перформансе легура у условима хлороводоничне киселине и одређује која легура пружа бољу заштиту од напада пукотина.

Механизам корозије пукотина у ХЦл скруберима
У пукотини – обично размак од 0,1-0,5 мм између титанијумске цеви и ПТФЕ заптивке или између цеви и ваљаног цевног листа – хемија се веома разликује од течности за чишћење у расутом стању. Катодни процеси брзо исцрпљују кисеоник у пукотини. У недостатку кисеоника, титанијум се анодно раствара са формирањем Ти³⁺ и Ти⁴⁺ јона који хидролизују у ХЦл стално смањујући пХ пукотина. У расутом уређају за чишћење са 10% ХЦл, пХ може бити испод 0 при пХ од приближно 0,5. Комбинација високог садржаја хлорида, ниског пХ и ограниченог транспорта масе резултира аутокаталитичким окружењем које доводи до брзе корозије у пукотинама када она почне.

Отпор легуре на овај напад је дефинисан критичном температуром пукотина (ЦЦТ) и критичним потенцијалом пукотина (ЦЦП). ЦЦТ је максимална температура на којој стандардизовани склоп пукотина (АСТМ Г78) може бити уроњен на 72 сата без евидентног напада пукотина. ЦЦП је праг изнад којег не долази до појаве пукотина при одређеној температури и концентрацији хлорида.

Степен 7: Пасивација стабилизована паладијумом
Титанијум степена 7 садржи 0,12-0,25% паладијума, племенитог метала који је одлично катодно место за еволуцију водоника и редукцију кисеоника. У окружењу пукотина без кисеоника-, паладијум катализује редукцију водоничних јона (2Х+ + 2е- → Х2) на нижем препотенцијалу од самог титанијума. Ова катодна реакција прилагођава потенцијал пукотина у благом правцу и стога помаже да се одржи пасивни филм чак и под ниским пХ, условима недостатка кисеоника.

Степен 7 има ЦЦТ у 10% ХЦл на 70°Ц од око 65°Ц -, тј. напад пукотина не почиње испод 65°Ц под стандардним условима испитивања. Напад пукотина траје 100-200 сати на 75 степени. Оцена 7 је на или мало испод ЦЦТ-а за чистач који ради на 60-70 степени, пружајући малу, али функционалну сигурносну маргину.

Оцена 12: Мо-Ни Повер{2}}Уп
Титанијум 12 степена има 0,2-0,4% молибдена и 0,6-0,9% никла. За разлику од паладијума, који мења катодни процес, молибден је обогаћен пасивним филмом као врсте молибдата (МоО₄²⁻) које ометају продирање хлоридних јона и смањују брзину анодног растварања. Никл повећава стабилност пасивног филма у смањењу киселина и помаже репасивацију након механичког оштећења филма. Ова комбинација резултира отпорнијим пасивним филмом отпорним на квар чак и у агресивним хемијама пукотина.

Степен 12 има ЦЦТ од око 80 степени у 10% ХЦл на 70 степени, што је много више од степена 7. Степен 12 показује благи напад пукотина након 500 сати на 85 степени. Побољшане перформансе се приписују чињеници да додавање молибдена-никла доводи до повећања унутрашње стабилности пасивног филма, а не катализе племенитих метала, која може бити отежана када је еволуција водоника доминантна катодна реакција.

Поређење перформанси Сцруббер-а
Подаци из уређаја за чишћење отпада који раде на 65-70 степени са 8-12% ХЦл показали су јасне разлике између ове две легуре. Цеви степена 7 уклоњене након 5 година рада показују плитки напад пукотина (0,1-0,3 мм дубине) на спојевима ваљаних цеви и испод заптивки. Неке од инсталација степена 7 доживеле су перфорацију кроз пукотину након 7-8 година. Под истим условима, епрувете степена 12 не показују значајнији напад пукотина након 5 година, а само минимално нагризање површине (0,05 мм) након 8-10 година.

Предност степена 12 је посебно очигледна код чистача који имају проблема са температуром . 75-80 степен изложености током дугог трајања изазива напад у пукотинама степена 7 који могу да нарасту до дубине од 0,5 мм у месецима. Оцена 12 је релативно непромењена на овим температурама.

Матрика за примену легуре титанијума за чишћење пећи за спаљивање
Радни услови чистача Концентрација ХЦл (препоручени температурни опсег легуре Предвиђени радни век{0}}без пукотина
Узастопни рад, стабилна температура 5-10% 55-65 степени Степен 7 5-7 година
Континуиран рад, константна температура 10-15% 55-65 степени Степен 12 8-10 година
Променљиве промене радне температуре на 75 степени 5 до 10 % 60 до 75 степени Степен 12 6 до 8 година
Отпад са високим садржајем хлора, често екскурзије 10-15% 65-80 степени Степен 12 (мин) 5-7 година
Било која услуга где су присутне тешке чврсте наслаге. Било које наслаге било које класе 12 повећавају ризик од пукотина; радије 12. разред
Новоградња, 10 година пројектованог века 5-15% 60-70 степени Степен 12 10+ година
Закључак о спецификацији уређаја за чишћење инсинератора
У влажним скруберима за спаљивање отпада где се очекује да испарења хлороводоничне киселине буду на 60-80 степени, титанијум степена 12 (Ти-0,3Мо-0,8Ни) је пожељнији од степена 7 (Ти-0,15Пд). Анодна инхибиција додатка молибдена-никла побољшава стабилност пасивног филма и резултира критичном температуром пукотина за приближно 15 степени вишом од степена 7. Типичан сервис за чишћење је на 65-70 степени са 10% ХЦл. Разред 12 ће дати 8-10 година службе без пукотина, али степен 7 ће почети да испољава напад након 5-7 година. Степен 12: Пожељна легура за нове инсталације или замене које захтевају 10-годишњи животни век, али кошта мало више (око 15-20% више од разреда 7). Степен 7 је и даље прикладан за скрубере са нижим температурама (55-65 степени) или ако је почетни капитални трошак главно ограничење, али степен 12 треба навести тамо где температура у скруберу може бити већа од 65 степени или где садржај хлорида прелази 10%. Када купујете, затражите АСТМ Б338 Граде 12 цеви са укисељеним површинама и завареним (не ваљаним) спојевима између цеви и листова да бисте елиминисали пукотине на спојевима између цеви и цеви и помогли да се продужи век трајања.