کاربرد تجهیزات شیمیایی تیتانیوم

1. مزایای تیتانیوم

مواد تیتانیوم به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی، چگالی کم و استحکام ویژه بالا، به طور گسترده در نفت، صنایع شیمیایی، نساجی سبک (الیاف شیمیایی)، هیدرومتالورژی، داروسازی، برق الکتریکی، مهندسی اقیانوس ها و سایر زمینه ها استفاده می شود. استفاده از تجهیزات تیتانیوم تا حد زیادی وزن مرده تجهیزات را کاهش می دهد، خاموش شدن و نگهداری تجهیزات را کاهش می دهد و به هدف کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری دست می یابد. با این حال، با استفاده گسترده از تجهیزات تیتانیوم، حوادث و مشکلات قرار گرفتن در معرض به ترتیب افزایش یافته است. بیشتر این مشکلات مربوط به طراحی غیر منطقی حفاظت است. بنابراین، اگر طراحی حفاظتی مناسب اتخاذ شود، می توان تصادفات را به طور موثر کاهش داد تا از عملکرد ایمن و پایدار تجهیزات اطمینان حاصل شود و از خوردگی زودرس یا شکست ضایعات تجهیزات تیتانیوم گران قیمت جلوگیری شود.

2. تجهیزات تیتانیوم مورد استفاده در کاربردهای شیمیایی

کاربرد تیتانیوم در تجهیزات شیمیایی عمدتاً از مقاومت به خوردگی تیتانیوم استفاده می کند و سپس ویژگی های استحکام ویژه بالا، غیر مغناطیسی، عملکرد حافظه و غیره را در نظر می گیرد. طراح باید مواد تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم را با توجه به شرایط خدمات، درجه پردازش، عمر مفید، هزینه، وزن، کیفیت محصول، حفاظت از محیط زیست و سایر شرایط تجهیزات انتخاب کند. تیتانیوم را نمی توان به سادگی برای جایگزینی مواد موجود روی تجهیزات استفاده کرد. در طول طراحی تجهیزات تیتانیوم، انواع ساختاری مختلف باید با توجه به فشار، دما، سرعت جریان، شکل تجهیزات، ابعاد هندسی، عملکرد و غیره محیط به لحاظ اقتصادی، معقول و قابل اطمینان انتخاب شوند. به طور کلی، مخازن کوچک با فشار و دمای پایین را می توان از تمام تیتانیوم ساخت. در مقابل، می توان از ساختار چند لایه استفاده کرد. علاوه بر این، عملکرد جوشکاری، هدایت حرارتی، عملکرد آرام سازی تنش، عملکرد انبساط و غیره مواد تیتانیوم باید به طور جامع در نظر گرفته شود تا تصمیم بگیرد که آیا مواد تیتانیوم برای تعیین ساختار طراحی انتخاب شود یا خیر.

جدول 1 زیر برای عملکرد و محدوده کاربرد مواد تیتانیوم که معمولاً در تجهیزات شیمیایی استفاده می شود

3. دامنه کاربرد مواد تیتانیوم

3.1 تیتانیوم را می توان در رسانه های زیر استفاده کرد

3.1.1 اسید نیتریک، اسید کرومیک و سایر محیط های اکسید کننده، اسید استیک، اسید ترفتالیک و سایر اسیدهای آلی، اوره، آب دریا، محلول نمک، یون کلر حاوی یون برم، کلر مرطوب، قلیایی رقیق، الفین ها و محصولات نفتی.

3.1.2 مواد تیتانیوم دارای خوردگی در محیط های زیر هستند، اما می توان از بازدارنده خوردگی یا آلیاژ تیتانیوم مقاوم در برابر خوردگی استفاده کرد.

3.1.3 Hydrochloric acid, sulfuric acid, high temperature 65% nitric acid, phosphoric acid, high temperature high concentration citric acid, oxalic acid, gluconic acid, >10 درصد اسید فرمیک، محلول قلیایی.

3.2 تیتانیوم را نمی توان در محیط های زیر استفاده کرد.

3.2.1 fuming nitric acid with concentration >98% or containing >دی اکسید نیتروژن آزاد 6 درصد باید از انفجار طبیعی جلوگیری کند (حتی اگر در آزمایش کوپن میدانی پدیده سوختگی وجود نداشته باشد).

3.2.2 گاز کلر خشک با محتوای آب ({3}}.1 درصد ~0.3 درصد) در گاز کلر (مانند گاز کلر سیلندر فولاد خانگی، به دلیل واکنش شدید بین تیتانیوم و کلر خشک گاز، تتراکلرید تیتانیوم تولید می شود، مقدار زیادی گرما آزاد می شود و خطر اشتعال وجود دارد). هنگامی که با سرعت بالا در حال چرخش است، محتوای آب گاز کلر خشک باید به 1.5 درصد افزایش یابد.

3.2.3 اکسیژن مایع و برخی محلول های آبی با فشار جزئی اکسیژن زیاد، چون تیتانیوم در اکسیژن مایع حساسیت ضربه ای دارد، اگر تیتانیوم سطح تازه ای داشته باشد در فشار 35/0 مگاپاسکال {0 و دمای اتاق خود به خود مشتعل می شود. برای محیط های خورنده حاوی هیدروژن، علاوه بر در نظر گرفتن خوردگی محیط، باید به آسیب هیدروژن به تیتانیوم نیز توجه کامل داشت. تجهیزات تیتانیوم برای جلوگیری از آلودگی آهن مورد نیاز است. اجتناب از هیدروژناسیون تیتانیوم بسیار مهم است.

3.2.4 It cannot be used in the environment of hydrofluoric acid, fluoride, acetic anhydride, hydroformylation liquid, concentrated alkali, phosphoric acid, oxalic acid, non-aerated boiling formic acid, etc.; in N2O4, liquid oxygen, >30 درصد H2O2، متانول حاوی هالیدها، از جمله H2<2% water at="" 315°c above,="" liquid="" bromine="" and="" other="" environments are="" strictly="">

مقایسه عمر مواد مختلف تجهیزات