У ферментацији хране, фармацеутској синтези и свеобухватном хемијском третману отпадних вода, процесни флуид често садржи мешане корозивне супстанце укључујући органску киселину, слабе алкалије, хлоридне јоне и јоне тешких метала у траговима. Два главна решења за грејање против -корозије су широко одабрана: електричне грејне цеви са потпуно ПФА обложеном и индустријске грејне цеви од чистог титанијума. Њихов радни век, применљиви средњи опсег, ефикасност преноса топлоте и трошкови одржавања значајно се разликују под идентичним мешовитим корозивним условима. Неопходно је упоредити њихове перформансе и механизме неуспеха да би се реализовала селекција научног материјала на основу стварних услова рада производње.
1. Анти-перформансе против корозије и применљиви средњи опсег
Грејне цеви од чистог титанијума
Предности: Одлична толеранција на високе-концентрације органске киселине, неутралне/хлоридне слане воде, слабе алкалије, ЦИП чишћење наизменичне киселине{1}}базе. ТиО₂ пасивни филм се може-самопоправити раствореним кисеоником; нема ризика од љуштења премаза. Отпоран је на загађење седимента галванском корозијом у условима благих јона тешких метала.
Ограничења: Не може издржати медије који садрже јоне флуора; кључање високе-концентрације јаке алкалије ће изазвати неповратно нагризање матрице; дуготрајно-окружење са ниским садржајем раствореног кисеоника доводи до оштећења пасивног филма удубљења.
Радни век под стандардном мешаном органском киселином + хлоридним медијумом: 3–5 година под нормалним одржавањем.
Цеви за грејање потпуно обложене ПФА
Предности: Потпуна хемијска инертност, отпорна на скоро све киселине, алкалије, соли, чак и ниску{0}}концентрацију флуорида. Нема ризика од галванске корозије без обзира на одговарајуће металне носаче. Нема ризика од водоничне кртости током киселог кисељења.
Ограничења: Флуоропластични премаз је не-органски слој са слабом термичком стабилношћу. Дуготрајна{2}}температура непрекидног рада не може да пређе 120 степени; термички циклус и механички утицај лако изазивају пукотине премаза, рупице или љуштење. Једном када се премаз оштети, унутрашња челична подлога кородира и брзо перфорира у року од неколико недеља.
Век трајања под стандардном мешаном органском киселином + хлоридним медијумом: 1,5–2,5 године без механичке абразије; мање од 1 године ако постоји удар течности честица или чести судари при растављању.
2. Разлика у ефикасности преноса топлоте
ПФА премаз има изузетно ниску топлотну проводљивост, формирајући додатни слој топлотне отпорности на површини цеви. Под истом снагом грејања и средњом температуром, радна температура језгра цеви ПФА грејача је 20-40 степени виша од оне цеви од чистог титанијума. Висока температура језгра убрзава старење унутрашње електричне жице, скраћујући век трајања грејних елемената. У међувремену, дебео слој флуоропласта лако изазива локално прегревање и смањује ефикасност размене топлоте. Зид од чистог метала од титанијума има високу топлотну проводљивост, уједначену температуру површине, ниску тенденцију стварања каменца, стабилне перформансе преноса топлоте након дуготрајног-радња.
3. Отпорност на механичка оштећења током транспорта, уградње и рада
Цев од чистог титанијума: Метална матрица са добром дуктилношћу. Мање огреботине на површини могу да се поправе поновним{1}}обрадом пасивације; мала деформација судара неће довести до тренутног отказа цурења. Абразија честица само узрокује стањивање површинског филма без брзог продирања.
Цев обложена ПФА: премаз је ломљив. Свака јака огреботина, удар, трење или удар честица под високим{1}}притиском ће произвести невидљиве рупице. Чак и ситни дефекти премаза омогућавају корозивном медијуму да дође у контакт са унутрашњом подлогом од угљеничног челика и изазове брзу перфорацију рђе. Оштре ивице носача, челични алати и честице седимента постају извори оштећења премаза.
4. Трошкови одржавања и изводљивост поправке
Грејне цеви од чистог титанијума: Локална оштећења пасивног филма могу се поправити полирањем + хемијском ре-пасивацијом; мали губитак дебљине зида захтева само редовну детекцију дебљине. Локално удубљење завара може се поправити заваривањем и поновном{3}}пасивацијом. Укупни поправљиви, ниски дугорочни-трошак замене.
Цеви за грејање обложене ПФА: Једном када дође до пукотина у премазу, рупица или љуштења, локалном поправком не може се постићи потпуно заптивање. Цела цев за грејање се мора директно заменити, што није ефективно на-шеми одржавања на локацији. Честа замена доводи до већих свеобухватних оперативних трошкова.
5. Критеријуми за избор посебних услова рада
Медијум који садржи флуоридне јоне, јака алкална кључања: Дајте предност цевима обложеним ПФА; титанијумске цеви су јако нагризене и не могу се користити.
High temperature continuous operation (>100 степени), чести термални циклуси{1}}затварања загревања, честица каше медијума: дајте предност цевима од чистог титанијума; ПФА премаз је склон пуцању и осипању.
Прехрамбена/фармацеутска дуготрајна-серијска ферментација са редовном киселином{1}}базом ЦИП: Чисти титанијум има дужи сервисни циклус и стабилан пренос топлоте.
Краткорочна-нискотемпературна{1}}серијска реакција која садржи трагове флуорида: ПФА обложене цеви су економичније за пројекте кратког-циклуса.
表格
| Димензија евалуације | Грејна цев од чистог титанијума | Цев за грејање потпуно обложена ПФА |
|---|---|---|
| Мешана органска киселина и хлорид против -корозионог века трајања | 3–5 година са стандардним одржавањем | 1,5–2,5 године, лако се оштети хабањем |
| средња прилагодљивост{0}}која садржи флуор | Није отпоран на нагризање флуора | Потпуно инертан према флуоридним јонима |
| Максимална дуготрајна{0}}радна температура | До 200 степени | Само стабилан Мањи или једнак 120 степени |
| Топлотна проводљивост и ефикасност размене топлоте | Висока, уједначена температура површине цеви | Низак, велики топлотни отпор, лако локално прегревање |
| Отпорност на механички удар и хабање честица | Дуктилан метал, огреботине се могу поправити | Крхки премаз, мала оштећења доводе до брзе корозије подлоге |
| Одржавање оштећења и могућност поправке | Доступно је локално полирање и поновна{0}}пасивација | Оштећење премаза се не може поправити, потребна је замена целе цеви |
| Опасност од галванске корозије са различитим металним носачима | Ризик постоји без изолације ПТФЕ | Нема ризика од галванске корозије |
Кратак резиме
Грејне цеви од чистог титанијума имају дужи радни век, боље перформансе преноса топлоте и јачу механичку отпорност у медијумима без флуорида-мешовитим киселим-хлоридима на високим температурама без флуорида, са површинским дефектима који се могу поправити и нижим дугорочним трошковима-одржавања. Потпуно ПФА обложене грејне цеви су незаменљиве само за системе који садрже флуорид или јаке алкалије, али су ограничене отпорношћу на ниске температуре и крхким премазом, њихов укупан циклус рада је много краћи од титанијумских цеви у конвенционалним ферментационим и хемијским мешаним корозивним срединама.
