В титаниев електрически нагревател, използван за поддържане на суспензия от 20% натриев бикарбонат при 60 градуса, защо нагревателят се поврежда по-бързо от абразия от бикарбонатни кристали, отколкото от електрохимична корозия?
Остави съобщение
В 20% суспензия от натриев бикарбонат (NaHCO3) при 60 градуса бикарбонатните кристали се утаяват, докато разтворът се нагрява. Тези кристали имат твърдост по Моос от 2,5–3,0, което е по-малко от твърдостта на титана (3,5–4,0), но при условия на поток те причиняват абразивно износване. Скоростта на абразия (0,2–0,5 mm на година) надвишава скоростта на електрохимична корозия (0,01–0,05 mm на година) с 10–20 пъти, което прави абразията доминиращ механизъм на повреда.
Количествена абразия срещу електрохимична корозия
В 20% NaHCO₃ суспензия при 60 градуса, 2 m/s поток:
| Механизъм | Скорост на отнемане на материал (mm/година) | Принос към неуспеха (%) |
|---|---|---|
| Електрохимична корозия | 0.01–0.05 | 5–10 |
| Абразия (кристален удар) | 0.15–0.35 | 60–75 |
| Ерозия-корозия (синергия) | 0.05–0.15 | 15–30 |
| Общо | 0.25–0.55 | 100 |
Ефект на концентрацията на твърди вещества и скоростта на потока
| Бикарбонатни твърди вещества (тегл.%) | Скорост на потока (m/s) | Скорост на абразия (mm/година) | Обща загуба на материал (mm/година) |
|---|---|---|---|
| 10 | 1 | 0.08–0.15 | 0.12–0.22 |
| 20 | 1 | 0.12–0.25 | 0.18–0.35 |
| 20 | 2 | 0.20–0.40 | 0.25–0.55 |
| 30 | 2 | 0.30–0.55 | 0.40–0.70 |
| 20 | 3 | 0.35–0.65 | 0.45–0.80 |
Ръководство за защита от абразия
| Състояние на каша | Препоръчителна защита | Очакван живот (1,5 mm стена) |
|---|---|---|
| Ниски твърди вещества (<10%), low velocity (<1 m/s) | Няма | 5–8 години |
| Умерени твърди вещества (10–20%), ниска скорост | Твърда-облицовка (TiN покритие) | 3–5 години |
| High solids (>20%), умерена скорост (1–2 m/s) | Сменяем маншон за износване | 2–3 години |
| Severe (>20%, >2 m/s) | Редизайн: намаляване на скоростта | 1–2 години |
Инженерна препоръка
За обслужване на суспензия от бикарбонат намалете скоростта на потока под 1 m/s и минимизирайте концентрацията на твърди вещества. Поставете TiN покритие (твърдост 2000 HV) върху повърхността на нагревателя, за да устоите на абразия. Като контролира абразивното износване, инженерът се занимава с доминиращия механизъм на повреда.
