Voor de neutralisatie van afval in de augurkfabriek Verwarming van bijtende soda (10%) op 95 graden. Waarom vertoont titaniumklasse 7 een superieure weerstand tegen bijtend kraken ten opzichte van klasse 2?

In de pekelfabriek wordt zure pekelvloeistof (HCl en organische zuren) geneutraliseerd met natronloog (10% NaOH) bij temperaturen tot 95 graden. Titanium is normaal gesproken bestand tegen bijtende oplossingen, maar commercieel zuivere klasse 2 wordt gevoelig voor bijtende spanningscorrosiescheuren (CSCC) boven 80 graden. Graad 7 (Ti-0,15Pd) heeft een veel hogere weerstand. Dit artikel beschrijft de werking van bijtend kraken en waarom palladium betere prestaties levert.

Bijtende kraakprocedure
Titanium is gevoelig voor transgranulaire spanningscorrosie in hete geconcentreerde bijtende oplossingen. Het mechanisme is gebaseerd op het genereren van oplosbare titanaatsoorten aan de scheurpunt onder trekspanning: TiO₂ + 2OH⁻ → TiO₃²⁻ + H₂O. De passieve film wordt chemisch opgelost door hydroxylionen en de scheur plant zich voort langs slipvlakken.

De kritische temperatuur voor CSCC in klasse 2 in 10% NaOH is ongeveer 80-85 graden. Beneden deze temperatuur vindt geen scheurvorming plaats. Scheuren ontstaan ​​in gebieden met trekspanning (lassen, bochten, uitzettingen van buisplaten) in 100 tot 500 uur bij temperaturen boven 85 graden. De voortplantingssnelheden bedragen 0,1-1,0 mm per uur zodra ze zijn gestart.

Graad 7 is bestand tegen CSCC omdat palladium het corrosiepotentieel naar nobeler potentieel verplaatst, waardoor de drijvende kracht voor de productie van titanaat afneemt. Palladium profiteert ook van de creatie van een stabielere en hydroxidebestendige passieve film.

CSCC-testvergelijking 1
Spanningscorrosietest van U--buigmonsters (ASTM G30): Graad 2 en 7 in 10% NaOH bij 95 graden uitgerekt tot 300 MPa (geschatte opbrengst voor Graad 2):

Graad 2: Scheuren verschijnen binnen 50-150 uur. Monsters onthullen talrijke transgranulaire scheuren. Een volledige fractuur treedt op binnen 200 tot 500 uur.

Graad 7: Geen scheuren waargenomen na 1.000 uur. Monsters blijven taai en vertonen geen scheuren in het oppervlak.

De drempelspanning voor CSCC in klasse 2 bij 95 graden ligt ongeveer 100-150 MPa, ruim onder de restspanningen in lassen (150-250 MPa). Graad 7 kent een nuldrempel. Het is bestand tegen scheuren, zelfs bij vloeigrens.

CSCC-weerstand versus temperatuur
Temperatuur (graad) Graad 2 CSCC-weerstand Graad 7 CSCC-weerstand
80 graden Geen barsten (resistent) Bestand tegen kristallisatie na 500-1.000 uur 85 graden Bestand tegen 90 graden Barsten, 200-500 uur 95 graden Barsten na 50-150 uur Bestand tegen 120 graden
100 graden Scheurvorming na 20-50 uur Kleine scheurvorming na 1,000+ uur
Toepassingsmatrix voor bijtende neutralisatieverwarmers
Gebruiksconditie NaOH-concentratietemperatuur Aanbevolen kwaliteit Verwachte levensduur (1,65 mm wand)
Batchneutralisatie (intermitterend) 10% 80 graden graad 2 5-8 jaar
Continue neutralisatie 10 % 85 graden Graad 7 10 + jaar
Continue neutralisatie 10% 95 graden graad 7 10+ jaar
Any service >90°C >10% >90 graden Graad 7 vereist 10+ jaar
Any service with residual stress from welding Any >85 graden Gr 7 10+ jaar
Titanium van klasse 7 wordt gebruikt voor de 10% natronloog bij 95 graden voor de behoeften van de neutralisatie van afval in de pekelindustrie, vanwege de betere weerstand tegen bijtend kraken. Graad 2 zal bij deze temperatuur binnen 50-150 uur falen, ongeacht de wanddikte. Kwaliteitsgraad 7 - 10+ jaar betrouwbare service Selecteer bij bestelling klasse 7 met gebeitst oppervlak en spanningsarme lasnaden. Voor bestaande klasse 2-systemen die boven de 85 graden draaien, vervang deze onmiddellijk door klasse 7 of verlaag de temperatuur tot onder 80 graden. Het vergroten van de wanddikte of het verminderen van spanning zal scheuren niet voorkomen. Graad 2 zal desalniettemin falen. De grotere initiële kosten voor klasse 7 (30-40% meer dan klasse 2) worden gecompenseerd door het verwijderen van catastrofale scheurfouten en onverwachte stilstand van afvalneutralisatiesystemen.