U mokrom skruberu za spaljivanje otpada pri pH 1,5, koja legura titana (razred 7 ili stupanj 12) pruža bolju otpornost na napad topline-zahvaćene zone?

Radni uvjeti mokrih pročišćivača u postrojenjima za spaljivanje otpada vrlo su zahtjevni. Dimni plinovi sadrže klorovodik, sumporov dioksid, kloride teških metala i ponekad spojeve fluora. Tekućina za čišćenje normalno radi na pH 1,5-2,5 i temperaturama od 60-80 stupnjeva. Uranjajući grijači od titana postavljeni u ove čistače moraju biti otporni ne samo na rasutu tekućinu, već i na lokalizirano oštećenje zavara. Zona za-zahvaćena toplinom zavarivanja (HAZ) je najosjetljivije područje tijekom zavarivanja zbog mikrostrukturnih promjena, zaostalih naprezanja i moguće kontaminacije. Legure titana Grade 7 (Ti-0,15Pd) i Grade 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) dizajnirane su za bolju otpornost na koroziju u redukcijskim kiselinama. Ali zaštita od ZUT-a zavara postiže se različitim mehanizmima i stoga je izvedba znatno drugačija u uvjetima pranja s niskim pH i kloridima.

Mehanizmi napada ZUT zavara u uvjetima mokrog pranja

ZUT je podložan temperaturama od 500 stupnjeva do neposredno ispod točke taljenja tijekom zavarivanja. Ovaj toplinski ciklus u titanu Grade 2 stvara igličasti alfa-prime martenzit i grube granice zrna koje su sklonije napadu kiseline. Stupanj 7: Paladij je preferirano obogaćen na granicama zrna nakon skrućivanja i hlađenja. Katodni katalizator paladij pomaže rekombinaciju vodika i redukciju kisika. Ovo obogaćivanje štiti ZUT čak i ako je pasivna prevlaka na osnovnom metalu degradirana. Tijekom zavarivanja, molibden i nikal se dijele u beta fazu u stupnju 12. Obogaćivanje ovih legirajućih elemenata u beta fazi osigurava bolju termodinamičku stabilnost u redukcijskim kiselinama. Međutim, raspodjela beta faze u ZUT-u nije ujednačena, što bi moglo uzrokovati galvanske članke između legura-osiromašenih i legurama-obogaćenih lokacija.

Kvantitativna usporedba stopa napada ZUT-a zavara

Kontroliranim ispitivanjem u simuliranoj tekućini za skruber (pH 1,5, 2000 ppm Cl-, 500 ppm SO42-, 50 ppm F-, 70 stupnjeva) utvrđeno je sljedeće stope korozije ZUT za svaku leguru:

Stupanj 2 (kakav je primljen, bez aditiva za legiranje) Stopa korozije HAZ: 0,45 mm/god. Jednoličan napad preko cijele ZUT s preferiranim jetkanjem granica zrna. Ubrzano stanjivanje armature zavara. 20–30 pits/cm² gustoće ZUT-a.

Stupanj 7 (stabiliziran paladijem): 0,08 mm/godina stopa korozije u ZUT-u. Lokalizirana zaštita koju pruža obogaćivanje granica zrna paladijem. HAZ je često otporniji na koroziju od osnovnog metala. Maksimalna dubina jame<20 µm after 5,000 hrs. No preference in attack of weld metal.

Stupanj 12 (molibden/nikal): stopa korozije ZUT 0,15 mm/god. Obogaćenje beta fazom pruža dobru, ali ne i dosljednu zaštitu. 2. Mikro-hrapava površina . 2. Selektivni napad alfa faze pored beta bogatih regija. Maksimalna dubina jame 50–80 mm nakon 5000 sati

Dugo-ponašanje toplinskih ciklusa

Mokri pročistači prolaze redovite toplinske cikluse kako se mijenja opterećenje spaljivanja. Toplinski ciklusi ubrzavaju propadanje u HAZ-u:

Stupanj 7 nakon 500 toplinskih ciklusa (20 stupnjeva do 70 stupnjeva): stopa korozije ZUT nepromijenjena 0,08 mm/godišnje. Obogaćivanje paladijem ostaje isto. Zavareni prsti ne pokazuju pucanje ili brz napad.

Stopa korozije stupnja 12 HAZ nakon 500 vrućih ciklusa povećava se na 0,25 mm/godišnje. Mikropukotine su uzrokovane neusklađenošću toplinskog širenja alfa i beta faza na granicama faza. Taloženje molibden karbida na granicama zrna smanjuje otpornost na koroziju.

Stupanj 2 povećao je stopu korozije ZUT-a na 0,70 mm/godišnje nakon 500 ciklusa zagrijavanja. Toplinski zamor pogoršava napad na granice zrna. Prsti armature pucaju u zavarima.

Vodič za odabir legure za uslugu mokrog čišćenja

Sljedeća matrica odlučivanja pomaže pri odabiru titana razreda 7 ili razreda 12 na temelju radnih uvjeta skrubera i procijenjenog vijeka trajanja.

Uvjet čistača i prioritet usluge Preporučena jezgra od legure HAZ zaštitni mehanizam Razlog
pH 1,5-2,0, kontinuirani rad, 5+ godina projektiranog vijeka trajanja Paladij stupnja 7 pruža izvanrednu, jednoliku zaštitu od HAZ-a. Opravdava viši početni trošak pouzdanošću.
pH 2,0-2,5 povremena usluga, nizak klorid (<1,500 ppm) Grade 12 Mo-Ni additions are adequate for less severe service. It is cheaper, Sub-Grade 7.
Scrubber liquor with fluoride (>100 ppm F-) Paladij stupnja 7 manje je osjetljiv na kompleksiranje fluorida nego molibden. Stupanj 12 daje topljive molibden fluoride.
Scrubber frequent thermal cycling (>2 ciklusa dnevno) Razred 7 Termalni ciklus ne utječe na obogaćivanje paladijem. Mikropukotine na granici faza (stupanj 12)
HAZ korozija retrofit postojećeg stupnja 2 grijača Zamijenite s Grade 7 Stupanj 12 možda neće pokazati mnogo poboljšanja u odnosu na Grade 2 u agresivnom radu.
Inženjering osim izbora legura

Metoda zavarivanja je glavni čimbenik na učinak HAZ-a bez obzira na stupanj legure. I stupanj 7 i stupanj 12 zahtijevaju povratno-pročišćavanje argonom (kisik manji od 50 dijelova na milijun) kako bi se spriječila kontaminacija. Veliki unos topline (više od 1,5 kJ/mm) povećava širinu ZUT-a i smanjuje otpornost na koroziju. Toplinska obrada nakon -zavarivanja (550 stupnjeva tijekom 30 minuta) smanjuje zaostala naprezanja, ali nikada nije neophodna za stupanj 7 zbog samo{12}}zaštitnog obogaćenja paladijem. Za stupanj 12, PWHT povećava otpornost na koroziju ZUT-a za 30-40% zbog ravnomjernije preraspodjele molibdena. Ojačanje zavara treba brusiti u ravnini s površinom cijevi kako bi se uklonili izvori koncentracije naprezanja koji započinju napad.

Znati specificirati

For a titanium heater on a waste incinerator wet scrubber at pH 1.5, use Grade 7 titanium for any service over 2 years or temperatures over 70°C. Cost-effective Grade 12 for less demanding situations (pH >2.0, temperatura<60°C, no fluorides) In the procurement specification state that weld HAZ samples will be tested in simulated scrubber fluid for 168 hours. Maximum allowed corrosion rate is 0.15 mm per annum. Request weld method qualification documents proving that HAZ microhardness levels do not exceed 220 HV (greater hardness is indicative of contamination or excessive heat input). During operation an annual inspection of the weld HAZ using a portable hardness tester should be conducted. A hardness increase in excess of 20% above the baseline is indicative of degradation needing inquiry. The engineer can confidently choose the alloy with weld HAZ resistance, therefore ensuring reliable heater operation in one of the most chemically demanding industrial situations.