I en elektrisk varmelegeme af titan, der bruges til at holde en 20 % natriumbicarbonat-opslæmning ved 60 grader, hvorfor svigter varmelegemet hurtigere ved slid fra bikarbonatkrystaller end ved elektrokemisk korrosion?
Læg en besked
I 20% natriumbicarbonat (NaHCO₃) opslæmning ved 60 grader udfældes bicarbonatkrystaller, når opløsningen opvarmes. Disse krystaller har en Mohs hårdhed på 2,5-3,0, hvilket er mindre end titaniums hårdhed (3,5-4,0), men under strømningsforhold forårsager de slibende slid. Slidhastigheden (0,2-0,5 mm pr. år) overstiger den elektrokemiske korrosionshastighed (0,01-0,05 mm pr. år) med 10-20×, hvilket gør slid til den dominerende fejlmekanisme.
Kvantitativ slid vs. elektrokemisk korrosion
I 20% NaHCO₃ gylle ved 60 grader, 2 m/s flow:
| Mekanisme | Materialefjernelseshastighed (mm/år) | Bidrag til fiasko (%) |
|---|---|---|
| Elektrokemisk korrosion | 0.01–0.05 | 5–10 |
| Slid (krystalstød) | 0.15–0.35 | 60–75 |
| Erosion-korrosion (synergi) | 0.05–0.15 | 15–30 |
| Total | 0.25–0.55 | 100 |
Effekt af faststofkoncentration og flowhastighed
| Bikarbonatfaststoffer (vægt%) | Strømningshastighed (m/s) | Slidhastighed (mm/år) | Samlet materialetab (mm/år) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Vejledning til beskyttelse mod slid
| Gylletilstand | Anbefalet beskyttelse | Forventet levetid (1,5 mm væg) |
|---|---|---|
| Lavt tørstofindhold (<10%), low velocity (<1 m/s) | Ingen | 5-8 år |
| Moderat faststof (10-20%), lav hastighed | Hård-belægning (TiN-belægning) | 3-5 år |
| High solids (>20 %), moderat hastighed (1-2 m/s) | Udskiftelig slidmanchet | 2-3 år |
| Severe (>20%, >2 m/s) | Redesign: Reducer hastigheden | 1-2 år |
Teknisk anbefaling
For bikarbonat-opslæmning skal strømningshastigheden reduceres til under 1 m/s og faststofkoncentrationen minimeres. Installer en TiN-belægning (hårdhed 2.000 HV) på varmelegemets overflade for at modstå slid. Ved at kontrollere slibende slid løser ingeniøren den dominerende fejlmekanisme.
