Pro neutralizaci odpadu z továrny na okurky Topení louh sodný (10 %) při 95 stupních, Proč vykazuje titan třídy 7 vynikající odolnost proti praskání žíravinou oproti stupni 2?

V nálevně se kyselý nálevový louh (HCl a organické kyseliny) neutralizuje louhem sodným (10% NaOH) při teplotách do 95 stupňů. Titan je normálně odolný vůči žíravým roztokům, nicméně komerčně čistý Grade 2 se stává citlivým na žíravé korozní praskání (CSCC) nad 80 stupňů. Stupeň 7 (Ti-0,15Pd) má mnohem vyšší měrný odpor. Tento článek popisuje mechaniku kaustického praskání a proč palladium poskytuje lepší výkon.

Postup krakování louhu
Titan je náchylný k transgranulárnímu koroznímu praskání v horkých koncentrovaných žíravých roztocích. Mechanismus je založen na generování rozpustných titanátových druhů na špičce trhliny pod tahovým napětím: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O. Pasivní film je chemicky rozpuštěn hydroxylovými ionty a trhlina se šíří podél skluzových rovin.

Kritická teplota pro CSCC ve stupni 2 v 10% NaOH je asi 80-85 stupňů. Pod touto teplotou nedochází k praskání. Trhliny vznikají v oblastech namáhání tahem (svary, ohyby, roztažení trubkovnice) za 100 až 500 hodin při teplotách nad 85 stupňů. Rychlost šíření je 0,1-1,0 mm za hodinu po zahájení.

Stupeň 7 odolává CSCC, protože palladium posouvá korozní potenciál na ušlechtilejší potenciál, což snižuje hnací sílu pro výrobu titanátu. Palladium také těží z vytvoření stabilnějšího pasivního filmu odolnějšího vůči hydroxidům.

Porovnání testů CSCC 1
Zkouška praskání korozí pod napětím u -ohybových vzorků (ASTM G30): Stupeň 2 a 7 v 10% NaOH při 95 stupních natažený na 300 MPa (přibližná výtěžnost pro Stupeň 2):

Stupeň 2: Trhliny se začnou objevovat během 50-150 hodin. Vzorky odhalují četné transgranulární trhliny. K úplné zlomenině dochází za 200 až 500 hodin.

Stupeň 7: Po 1 000 hodinách nejsou patrné žádné praskliny. Vzorky zůstávají tvárné a nevykazují žádné povrchové praskliny.

Prahové napětí pro CSCC ve stupni 2 při 95 stupních je asi 100-150 MPa – hodně pod zbytkovými napětími ve svarech (150–250 MPa). Stupeň 7 má nulový práh. Odolává praskání i při meze kluzu.

CSCC odpor vs. teplota
Teplota ( stupně ) Stupeň 2 CSCC Odolnost Stupeň 7 CSCC Odolnost
80 stupňů Bez praskání (odolává) Odolává Krystalizuje po 500-1 000 hodinách 85 stupňů Odolává 90 stupňů Praskání, 200-500 hodin95 stupňů Praskání po 50-150 hodinách Odolává Odolává až 120 stupňů
Praskání při 100 stupních po 20–50 hodinách Menší popraskání po 1,000+ hodině
Aplikační matrice kaustických neutralizačních ohřívačů
Provozní stav NaOH Koncentrace Teplota Doporučený stupeň Předpokládaná životnost (1,65 mm stěna)
Dávková neutralizace (přerušovaná) 10 % 80stupňový stupeň 2 5-8 let
Nepřetržitá neutralizace 10 % 85stupňový stupeň 7 10 + let
Nepřetržitá neutralizace 10 % 95stupňový stupeň 7 10+ let
Any service >90°C >10% >90stupňová třída 7 vyžaduje 10+ let
Any service with residual stress from welding Any >85 stupňů Gr 7 10+ let
Titan třídy 7 se používá pro 10% louh sodný při 95 stupních pro potřeby ohřevu neutralizace nálevového průmyslového odpadu, kvůli jeho lepší odolnosti vůči louhovému praskání. Stupeň 2 selže při této teplotě za 50-150 hodin, bez ohledu na tloušťku stěny. Třída 7 - 10+ let spolehlivá služba Při objednávání vyberte třídu 7 s mořeným povrchem a sníženým namáháním svarů. U stávajících systémů Grade 2 běžících nad 85 stupňů okamžitě vyměňte za Grade 7 nebo snižte teplotu pod 80 stupňů. Zvětšení tloušťky stěny nebo snížení napětí nezabrání praskání – stupeň 2 přesto selže. Větší počáteční náklady na stupeň 7 (o 30–40 % více než na stupeň 2) jsou kompenzovány odstraněním katastrofálních poruch praskání a neočekávaných prostojů u systémů neutralizace odpadu.