Pou Chofaj Submerged nan dlo cho (200 degre) konprese nan yon veso presyon, ki sa ki maksimòm Tanperati Mi Tib Admisib anvan Hydriding rive?

200 degre C dlo konprese chofaj submerged ofri yon difikilte patikilye pou aparèy chofaj imèsyon Titàn. Nan tanperati sa a dlo se sèlman likid anba presyon ki wo (apeprè 16 bar). Tanperati a wo, anviwònman dlo presyon ki wo lakòz enstabilite tèrmodinamik nan Titàn ki gen rapò ak absòpsyon idwojèn. Hydriding, pou egzanp, se difizyon-kontwole epi avanse san korozyon sifas oswa twou; pa gen okenn deteryorasyon sifas evidan jiskaske frajilman lakòz yon ka zo kase brid sou kou. Tanperati miray tib la olye ke tanperati dlo a esansyèl se paramèt reglemante pou idrasyon. Flux chalè ki soti nan eleman chofaj entèn la chofe miray enteryè tib Titàn pi cho pase miray deyò an kontak ak dlo. Nan kèk nivo nan tanperati miray enteryè sa a, pousantaj absòpsyon idwojèn vin twò wo epi pwodiksyon idrid rive nan mwa olye ke ane.

Mekanis nan idrasyon tanperati ki wo nan dlo konprese

Dlo a disosye nan sifas Titàn sou 150 degre: H2O → H+ + OH-. Pwoton yo konvèti nan idwojèn atomik, ki difize nan lasi Titàn la. Solibilite idwojèn nan Titàn grandi anpil ak tanperati ki soti nan 200 ppm nan 100 degre a plis pase 1,500 ppm nan 200 degre. Lè konsantrasyon lokal idwojèn depase solubility solid tèminal (TSS), idrid Titàn (TiH2) presipite. Volim nan faz idrid la se 17% pi wo pase Titàn ki antoure a ki lakòz tansyon entèn ki lakòz microcracking. Paramèt gouvène a se tanperati miray enteryè a, ki ka 20-50 degre pi wo pase miray deyò a, tou depann de flux chalè ak epesè miray la. Difizyon se kondwi pa gradyan konsantrasyon idwojèn ki te kreye pa yon miray enteryè a 220 degre ak miray deyò a nan 200 degre, nan sifas ki pi fre deyò kote idride preferansyèlman presipite.

Relasyon Quantitative ant Hydriding Pousantaj ak Tanperati Mi Entèn

Tès kontwole nan dlo konprese nan 200 degre (16 bar) sou Klas 2 tib Titàn anba diferan flux chalè konfime pousantaj idrasyon sa yo kòm konsantrasyon idwojèn ogmante pou chak 1,000 èdtan:

Tanperati enteryè miray la<210°C: Hydriding rate 10-20 ppm/1000 hours. Time to attain TSS (200 ppm) 10,000-20,000 hours (1-2 years) Great for yearly tube replacement.

Tanperati enteryè miray la: 210-230 degre Hydriding pousantaj: 50-100 ppm/1000 hr. Tan pou rive nan 2,000-4,000 èdtan TSS (3-6 mwa). Bezwen enspeksyon souvan ak sèvis majinal.

Tanperati enteryè miray . 230 a 250 degre C: To Hydriding 200 a 400 ppm/1,000 èdtan. Tan pou rive nan TSS 500-1,000 èdtan (3-6 semèn). Plakèt idride metalografikman vizib apre 500 èdtan.

Tanperati enteryè miray > 250 degre: Hydriding pousantaj > 500 ppm / 1,000 èdtan. TSS depase nan 200-400 èdtan. Obsève sifas boule ak fann. Echèk katastwofik se iminan.

Gid Kalkil pou Tanperati Entèn Mi Entèn ki Admisib

Tablo ki anba la a bay yon apwòch reyalis pou estime tanperati maksimòm miray enteryè pèmèt ak restriksyon sou koule chalè ki akonpaye yo pou yon lavi sèvis vle.

Maksimòm Tanperati Entèn Mi Admib nan 200 degre Dlo Dezire Sèvis Viv Menm jan ak Flux Chalè Maksimòm (OD 20 mm, miray 1.2 mm) Ekivalan Flux Chalè Maksimòm (25mm OD, 1.5mm Mi)
5 ane (43,800 èdtan) 205 degre 12 W/cm2 10 W/cm2
2 ane (17,500 èdtan) 215 degre 18 W/cm2 15 W/cm2
1 ane (8,760 èdtan) 225 degre 25 W/cm2 22 W/cm2
6 mwa (4,380 èdtan) 235 degre 32 W/cm² 28 W/cm²
Sèvis ijans sèlman (1 mwa) 250 degre 45W/cm² 40W/cm²
Jeni Design pou anpeche Hydriding

Tanperati enteryè miray la detèmine lè l sèvi avèk tanperati dlo a esansyèl, koule chalè (q), epesè miray (t) ak konduktiviti tèmik Titàn (k=17 W/m·K nan 200 degre): ΔT=(q × t) / k. Pou yon miray 1.2 mm nan 20 W/cm2, ΔT=(200,000 W/m2 × 0.0012 m) / 17 W/m·K=14 degre . Dlo an gwo nan 200 degre --mi enteryè a nan 214 degre --pi lwen pase limit lavi 2 ane. Enteresan, diminye epesè miray la diminye tanperati miray enteryè a pou menm flux chalè . 0.8 mm miray 20 W/cm$^2$ bay $\\Delta T$=9$^o$C, miray enteryè a 209$^o$C, akseptab pou lavi 5 ane. Mi mens yo se konsa pi bon pou rezistans idrasyon kontrèman ak filozofi konsepsyon abityèl la pou korozyon. Enpak katalitik Paladyòm sou rekonbinasyon idwojèn ogmante tanperati papòt miray anndan an nan Titàn Klas 7 (estabilize Paladyòm) pa apeprè 15-20 degre.

Yon spesifikasyon enfòme

Pou egzanp, si yon aparèy chofaj Titàn espesifye pou yon sèvis dlo konprese 200 degre, kalkile tanperati miray enteryè a soti nan flux chalè a vle ak epesè miray pwopoze a. Pou nenpòt aplikasyon ki bezwen lavi sèvis ki depase 2 ane pa depase 210 degre. Si bezwen koule chalè yo > 25 W/cm2, swa pi ba epesè miray pou minimize ΔT oswa bay Titàn Klas 7. Gaye koule chalè a. Sèvi ak anpil aparèy chofaj dansite watt ki ba olye pou yo yon sèl aparèy chofaj dansite watt segondè. Siveye rezistans elektrik aparèy chofaj la nan operasyon. Yon ogmantasyon 10-15% sou liy debaz yo endike pwodiksyon idrid ak frajilman. Enstale yon tèrmokapteur sou miray deyò tib la ak kontinyèlman kalkile tanperati miray anndan an. Si tanperati miray enteryè kalkile a depase 230 degre C pou plis pase 100 èdtan kimilatif, retire aparèy chofaj la nan sèvis kèlkeswa epesè miray ki rete a. Olye pou yo jere tanperati a nan dlo a esansyèl, enjenyè a kontwole tanperati a nan miray enteryè a. Sa a anpeche echèk gradyèl nan frajilman idwojèn nan sistèm dlo tanperati ki wo.