Ix-xama 'tal-paraffin tissaħħan sa 80 grad għat-tidwib f'diversi proċessi industrijali inkluż it-teħid tax-xemgħat, l-ikkastjar tal-investiment u l-kisi. Il-vireg tas-sħana tat-titanju huma adattati għal dan is-servizz f'temperaturi operattivi normali. Madankollu, tisħin żejjed okkażjonali sa 120 grad, li jista 'jseħħ minħabba falliment tat-termostat jew trasferiment tas-sħana fqir, jikkawża degradazzjoni termali tax-xama' tal-paraffin. Id-degradazzjoni tipproduċi aċidi karbossiliċi, primarjament aċidi aċetiċi, formiċi u steariki, permezz ta 'reazzjonijiet ta' ossidazzjoni u qsim. Dawn l-aċidi jattakkaw il-film passiv tat-titanju, li jwassal għal pitting u korrużjoni uniformi. Il-ħin kritiku ta' sħana żejda kumulattiva qabel il-konċentrazzjoni ta' l-aċidu tilħaq livelli aggressivi huwa ta' 100 siegħa f'120 grad. Lil hinn minn dan il-limitu, il-konċentrazzjoni ta 'aċidu taqbeż il-500 ppm, u tikkawża li r-rata ta' korrużjoni tat-titanju tiżdied minn taħt 0.01 mm fis-sena għal 0.1-0.3 mm fis-sena.

Il-Mekkaniżmu tad-Degradazzjoni tal-Paraffin u l-Formazzjoni tal-Aċidu f'Temperaturi Elevati

Fi 80 grad, ix-xama 'tal-paraffin hija stabbli u ma tiddegradax b'mod sinifikanti. F'temperatura ta '120 grad, isseħħ ossidazzjoni termali: idrokarburi tal-paraffin (C₂₀–C₄₀) jirreaġixxu ma' ossiġnu maħlul biex jiffurmaw alkoħol, aldeidi, u fl-aħħar mill-aħħar aċidi karbossiliċi. Ir-reazzjoni ssegwi mekkaniżmu radikali ħielsa. L-aċidi prodotti huma korrużivi għat-titanju, peress li jistgħu jikkumplimentaw joni tat-titanju u jiddestabilizzaw il-film passiv. Ir-rata ta' degradazzjoni ssegwi relazzjoni ta' Arrhenius, bejn wieħed u ieħor tirdoppja għal kull żieda ta' 10 gradi 'l fuq minn 100 grad. Ladarba l-aċidi jiġu ffurmati, jibqgħu fix-xama 'u jkomplu jattakkaw il-wiċċ tat-titanju anki jekk it-temperatura terġa' lura għal 80 grad.

Formazzjoni ta 'Aċidu Kwantitattiva u Rata ta' Korrużjoni bħala Funzjoni ta 'Ħin ta' tisħin żejjed

Ittestjar ikkontrollat ​​tax-xama 'tal-paraffin (punt tat-tidwib 55 grad, kontenut taż-żejt<1%) at 120°C has established the following acid concentrations and Grade 2 titanium corrosion rates. At 0 hours of cumulative overheating at 120°C (normal operation at 80°C only), the total acid number (TAN) is below 0.1 mg KOH/g, the titanium corrosion rate is below 0.01 mm per year, and the surface remains bright. At 25 hours of overheating, the TAN reaches 0.3–0.6 mg KOH/g, the corrosion rate is 0.01–0.03 mm per year, and light etching appears on the surface. At 50 hours, the TAN increases to 0.6–1.2 mg KOH/g, the corrosion rate rises to 0.03–0.08 mm per year, and general etching is visible. At 100 hours, the critical threshold, the TAN reaches 1.2–2.5 mg KOH/g, the corrosion rate increases to 0.08–0.15 mm per year, and pitting initiates with a pit density of 5–20 pits per cm². At 200 hours, the TAN is 2.5–5.0 mg KOH/g, the corrosion rate reaches 0.15–0.30 mm per year, and pitting becomes severe with a pit depth of 0.1–0.3 mm. At 500 hours, the TAN exceeds 5 mg KOH/g, the corrosion rate exceeds 0.3 mm per year, and perforation of a 1.2 mm wall occurs within 2,000–4,000 hours.

Influwenza tal-Kompożizzjoni tax-Xemgħa u d-Disponibbiltà tal-Ossiġenu fuq ir-Rata tal-Formazzjoni tal-Aċidu

Ir-rata ta 'degradazzjoni tiddependi fuq il-kompożizzjoni tax-xama' u d-disponibbiltà tal-ossiġnu. Xama 'paraffin b'kontenut ogħla ta' żejt tiddegrada aktar malajr; f'kontenut ta 'żejt ta' 2%, il-ħin biex tilħaq 1.0 mg KOH/g TAN huwa ta '60 siegħa f'120 grad meta mqabbel ma' 100 siegħa għal xama' ta '-żejt baxx. Ix-xama 'mikrokristallina tiddegrada aktar bil-mod mix-xama' tal-paraffin minħabba l-istruttura molekulari ramifikata tagħha. Il-preżenza ta 'antiossidanti bħal butylated hydroxytoluene (BHT) f'500 ppm testendi l-ħin kritiku ta' tisħin żejjed kumulattiv għal 200 siegħa billi jinqata 'radikali ħielsa. Il-kisi tan-nitroġenu biex jeskludi l-ossiġnu jipprevjeni kompletament il-formazzjoni tal-aċidu, iżda ħafna drabi ma jkunx prattiku fit-tankijiet tat-tidwib. Ċikli ripetuti ta 'sħana żejda jikkawżaw aktar ħsara minn sħana żejda kontinwa minħabba li ossiġnu frisk jiġi introdott kull darba li jinfetaħ it-tank.

Ħin Kritiku Kumulattiv ta 'Sħana Żejjed u Gwida ta' Mitigazzjoni

It-tabella li ġejja tipprovdi ħinijiet kritiċi ta 'sħana żejda kumulattivi f'temperaturi varji għax-xama' tal-paraffin, flimkien ma 'azzjonijiet rakkomandati għal ħiters tat-titanju ta' Grad 2.

Inġinerija lil hinn mill-kontroll tal-ħin tas-sħana żejda

Il-grad tat-titanju jaffettwa b'mod sinifikanti r-reżistenza għall-korrużjoni tal-aċidu. Il-Grad 7 (il-palladju-stabbilizzat) għandu rata ta 'korrużjoni 2-3 darbiet aktar baxxa fix-xama' aċiduża, u jestendi l-ħin kritiku ta 'tisħin żejjed għal 250 siegħa f'120 grad. Il-ħxuna tal-ħajt tipprovdi allowance għall-korrużjoni; ħajt ta '2.0 mm b'korrużjoni ta' 0.15 mm fis-sena minn xama 'degradata jibqa' ħaj 13-il sena. Ix-xama' għandha tiġi sostitwita meta t-TAN jaqbeż 1.5 mg KOH/g. Iż-żieda ta 'karbonat tas-sodju 0.1% max-xama' tinnewtralizza l-aċidi u tipprevjeni l-attakk tat-titanju, iżda tista 'taffettwa l-proprjetajiet tax-xama'. Sensor tat-temperatura b'allarm issettjat f'100 grad u heater cut-off f'110 grad jipprevjeni sħana żejda.

Nagħmlu Speċifikazzjoni Informata

Għal virga tas-sħana tat-titanju użata biex iddewweb xama 'paraffin fi 80 grad b'tisħin żejjed okkażjonali għal 120 grad, tillimita l-ħin ta' sħana żejda kumulattiva għal 100 siegħa matul il-ħajja tal-heater. Installa sensor tat-temperatura b'data logger biex tirreġistra l-ħin kumulattiv 'il fuq minn 100 grad. Jekk il-ħin kumulattiv jaqbeż il-100 siegħa, ibdel il-ħlas tax-xama 'u spezzjona l-wiċċ tal-heater għal pitting. Għal applikazzjonijiet fejn is-sħana żejda hija frekwenti jew inevitabbli, speċifika titanju ta 'Grad 7 u żid 500 ppm ta' antiossidant BHT max-xama '. Waqt it-tħaddim, kejjel in-numru totali ta 'aċidu tax-xama' kull 6 xhur; jekk jaqbeż 1.5 mg KOH/g, ibdel ix-xama'. Billi tikkontrolla l-ħin ta 'tisħin żejjed kumulattiv taħt il-limitu kritiku ta' 100 siegħa, l-inġinier jipprevjeni d-degradazzjoni tal-paraffin u l-attakk tal-aċidu li jirriżulta fuq il-ħiters tat-titanju.