EN
Хурц химийн орчинд онцгой исэлдэлтэнд тэсвэртэй байдал
Хром ба Молибден хайлш хоолойн исэлдэлтэнд тэсвэртэй байдлыг хэрхэн сайжруулдаг вэ
Хром нь агаартай холбогдох үед металл хоолойд коррозийн эсрэг хамгаалалт үзүүлдэг, инертийн исэлдэлтийн давхаргыг үүсгэдэг. Молибден нэмэх нь энэ хамгаалалтыг илүү сайжруулдаг бөгөөд ялангуяа химийн боловсруулах төхөөрөмж доторх хлорид ихтэй газруудад үүсдэг цоорхой, трещин зэрэгт илүү үр дүнтэй саатуулдаг. Энд жижиг хэмжээний молибден ч чухал үүрэг гүйцэтгэдэг – нержавейк болон томсруулагчийн хайлшанд ойролцоогоор 2-3 хувийн молибден нэмэх нь хүчилд өртөх үед коррозийн асуудлыг хагасаас илүү бууруулдаг. Дараа нь болдог юм бол маш гайхалтай зүйл: ийм онцгой хайлшнууд ижил нөхцөлд ердийн металлуудаас илүү сайн барьж чаддаг тул химийн бодисыг хоолойгоор өдөр бүр тээвэрлэх явцад маш удаан хугацаагаар, зарим тохиолдолд хэдэн арван жил ашиглагддаг. Мөн эдгээр материалууд тээвэрлэж буй бодистой харьцаж урвалд орох боломж бага учраас эм найрлагатай мэтийн мэдрэг бүтээгдэхүүнүүдийг үйлдвэрлэдэг үйлдвэрийн газрууд үйлдвэрлэлийн явцад бохирдох эрсдэлийг хамгийн ихээр бууруулах боломжтой.
Хайлш цорго ба нүүрстөрөгчийн ган: Хүчиллэг ба исэлдүүлэгч орчин дахь ажиллагаа
Нүүрстөрөгчийн ган химийн орчинд муу ажилладаг: шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд коррозийн хурд 5 мм/жилээс дээш, харин хлорын хүчилд 10 мм/жилээс дээш хүрч, амьдралын хугацааг хоёр жилээс бага болгож хязгаарладаг. Харин коррозийн эсрэг тэсвэртэй хайлш материалын хувьд гайхалтай үргэлжлэх хугацаа байдаг:
| Материал | Коррозийн хурд (мм/жил) | HCl орчин дахь амьдралын хугацаа |
|---|---|---|
| Нүүрстөрөгчийн ган | >10 | <2 жил |
| 316 төгсгөлтэй нүүрс | <0.1 | 15+ жил |
| Даблэкс хайлш | <0.05 | 25+ жил |
Энэ ялгаа нитрийн хүчил шиг исэлдүүлэгч бодисын үед илүү ихэсдэг, учир нь нүүрстөрөгчийн ган хурдан хортой болдог бол хром-никель хайлш тогтвортой хамгаалалтын бүрхүүлийг үүсгэдэг. Аюултай бодис тээвэрлэх үед энэ ялгаа маш чухал болдог — учир нь бага хэмжээний нэвчилт ч аюулгүй байдал, орчин, зохицуулалтад хүндэвтэр хохирол учруулж болзошгүй.
Зардал ба ажиллагааг тэнцвэржүүлэх: Өндөр түвшний хайлш хэт тодорхойлогдсон тохиолдол
Молибденийн баялаг хайлш болон никельд үндэслэсэн материалын хувьд илүү сайн исэлдэлтийн эсрэг хамгаалалт үзүүлдэг ч ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн гангаас 3-5 дахин өндөр өртөгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм их мөнгө зарцуулах нь үргэлж ашигтай байдаггүй. Саармаг pH-тэй шингэн, хлоридын агууламж багатай бүс, эсвэл ердийн температурт ажилладаг тоног төхөөрөмжийн хувьд 304 төрлийн цэвэрхий ган зэрэг харьцангуй хямд сонголтууд нь ихэвчлэн хангалттай зэвэрдэггүй чанар үзүүлдэг. Ямар нэгэн тодорхой металл сонгохын өмнө инженерүүд систем доторх урсаж буй бодис, ажиллаж байх үеийн температур, механик ачаалал, компонентууд эдгээр нөхцөлд хэдий хугацаанд өртөх зэрэг олон хүчин зүйлсийг судлах шаардлагатай. Нэг том химийн үйлдвэрт харьцангуй хүчиллэг орчинд ашигладаг шилжүүлэх системийн хоолойг үнэтэй никель хайлшнаас дуплекс төрлийн цэвэрхий гангаар солиход жилдээ ойролцоогоор 1.2 сая ам.доллар хэмнэсэн бөгөөд үйл ажиллагааны чанар өөрчлөгдөөгүй, харин хугацаа өнгөрөх тутам зардлыг илүү их хэмнэсэн байв.
Удаан хугацааны тэсвэрт чадал ба тасралтгүй химийн боловсруулалтанд найдвартай ажиллах
Дулааны цикл ба тасралтгүй химийн нөлөөлөлд тэсвэртэй байх
Хайлшлууд нь хэдэн зуун удаа дулааны горимд орж, хатуу нөхцөл байдалд удаан хугацаагаар өртсөн ч хэвийн материалыг задалж болохуйц нөхцөлд л хүч чадлыг нь хадгалж чаддаг. Жишээ нь 316L бохиргүй ган нь 500°C-аас дээш температурт дулааны ядаргааг тэсвэрлэж чаддаг. Мөн эдгээр хоолойнууд нь 10% орчим концентрацитай хүхрийн хүчил, мөн хлоридын түвшин өндөр байх орчинд стресс-коррозийн трещин үүсгэхгүйгээр сайн ажилладаг. Тэдгээрийг яагаад ийм их хугацаа үргэлжлэх вэ? Гадаргуу дээрээ хром-никель исэлтийн хамгаалах давхрага байгалийн замаар үүсдэг бөгөөд материалын доторх бүтэц нь жигд байдаг. Энэ хослол нь цаг хугацааны явцад хана бүрэлзэх, хөхрөх зэрэг асуудлыг саатуулдаг. Үйлдвэрийн өгөгдлөөр химийн бодис тээвэрлэх үед эдгээр хайлш хоолойнууд энгийн нүүрстөрөгчийн ган хоолойгоос 3-5 дахин илүү их хугацаа үргэлжилдэг. Мөн коррозийн инженерүүдийн судалгаагаар хайлш хоолой ашигладаг үйлдвэрүүд үйл ажиллагааныхаа явцад тасралтгүй ойролцоогоор 40% бага тохиолдолд шалтгаангүй зогсох явдал гардаг.
Цэвэршилтийг хангах: Хайлш цоргоор бохирдох эрсдэл бага
Хайлшийн хоолой нь түүнийг дамжуулан урсаж буй бодисуудтай химийн урвалд орохгүй, учир нь тэдгээрт зөөлөн хөдөлгөөнтэй металл байхгүй. Энэ нь жижиг хэмжээний бохирдол ч чухал болох эмийн бодисын найрлага, маш цэвэр уусгагч, пероксидын уусмал зэрэгт ажиллах үед маш чухал юм. Эдгээр хоолойг зөв пассивжсанаар шилжих төмрийн хэмжээ квадрат сантиметр тутамд 0.01 микрограммын доор байна. Энэ бага түвшин нь хүссэнгүй химийн урвалыг саатуулж, урт замын турш pH-ийг ойролцоогоор 0.1 нэгжээр тогтвортой байлгана. Ердийн шилжмэл хоолой энэ төрлийн ажлыг харилах чадваргүй, учир нь органик материал шингээж, хэт ягаан туяагаар антисептиклох явцад задардаг. Иймээс одоогийн сайн үйлдвэрлэлийн практикийн стандартыг хангах шаардлагатай бүх газруудад хайлшийн хоолой заавал шаардлагатай болдог. Түүнчлэн, тэдгээрийн гадаргуугийн гладкийн улмаас шингэн системд өндөр хурдаар урсах үед цөөн тооны жижиг хэсгүүд холилдоно. Хэсгүүдийн бага байдал нь бохирдох асуудлын магадлалыг багасгадаг бөгөөд Понемоны институтийн 2023 оны судалгаагаар ийм тус бүр 740 мянган доллар зарцуулдаг.
Хортой бодис тээвэрлэх үед өндөр даралт ба температурын нөхцөлд ажиллах чадвар
800°C хүртэлх температур ба 10 МРа-с дээш даралтанд хайлшлог ган сувганы хатангийн байдлын тэсвэрт чадал
Ердийн материалууд хэт өндөр хүчин зүйлд задарч эхлэх үед хайлшлог гуурснууд нь хэлбэрээ хадгалж, бусад нь тэсвэрлэж чадахгүй болох даралтыг тэвчин байлгадаг. Эдгээр тусгай гуурснууд 800 хэмийн орчим температур ба 10 мегапаскаль (MPa)-аас дээш даралтыг муудалгүй тэвчин зогноно. Никельд суурилсан хайлшлууд болох Инконел болон даблэкс нержисэл зэвэрдэггүй гангуудыг авч үзэхэд хүч чанарын давуу тал илүү тодорхой харагдана. Ойролцоогоор 500 хэмийн температурт эдгээр материалууд эвхийн хүч чанарын хувьд хар төмрийн ердийн ганаас хоёр, гурвын хоорондох давуу талтай байдаг нь хром, молибден, азот зэрэг элементүүдийг молекулын бүтцэд нь агуулдаг учраас юм. 70 МПа-аас дээш даралттай устөрөгч тээвэрлэх хэрэглээнд Ангийн Эрчим Хүчний Сангийн санал болгосон судалгаанд хайлшлог гуурснуудын агуулах найдвартай байдлыг 98% хүртэл, харин хар төмрийн гангуудын хувьд зөвхөн 82% байгааг илтгэжээ. Ийм тэсвэрт чанар нь хортой бодисуудыг агуулсан олон аж үйлдвэрийн процессуудад тохиолддог дулааны ядарч задрах, хүчлэрхэг орчинд хордлогоос үүсэх трещин, устөрөгчийн хүчилжилт зэрэг хүндэвтэр задаргааг урьдчилан сэргийлэхэд маш их ялгааг үзүүлдэг.
Бодит ертөнцийн хэрэглээ: Шаталсан химийн системд хайлшлог гуурс
Туршлага: Хлорын тээврийн дэд бүтэцтэй давхар исэлдүү төмөрлөг гуурст хоолой
Хлорийг тээвэрлэх нь энэ элемент маш идэвхтэй урвалд орж, хугацаа үргэлжлэх тутам хортой стресс коррозийн асуудал үүсгэж чаддаг тул химийн инженерчлэлийн салбарт хамгийн хэцүү дуудлагуудын нэг болсон хэвээр байна. Дуплекс нержисэн гангууд нь аустеник ба ферритикийн бүтцийн онцгой хольцоор хлоридын вандууралтаас тэсвэртэй байдаг. 5 МПа-аас дээш даралтанд ажилладаг хлорын тээврийн системд эдгээр хайлшил гангуудыг ашиглахад тээвэрлэж буй материал цэвэр байхын зэрэгцээ жил энэ хооронд хэвийн ажиллахад нэвтэрлээс бүрэн чөлөөтэй байдаг. Эдгээр материалын хүч нь ачаалах, ачаагаа буулгах үед гарч буй температурын өөрчлөлтийг бүрэн даах чадалтай тул хүлээгдээгүй гэмтэл багасдаг. Процессын үйлдвэрийн жилийн дундаж $740,000 алдагддаг бөгөөд энэ нь 2023 оны Ponemon Institute-ийн судалгаагаар харгалзана. Эдгээр гангууд нь өөр солилтоос харьцангуй маш бага засвар шаарддаг бөгөөд зарим тохиолдолд 20 гаруй жил тасралтгүй ажиллаж чаддаг. Дуплекс нержисэн ган шиг тохиромжтой хайлш сонгох нь үйл ажиллагааг илүү аюулгүй болгох төдийгүй тоног төхөөрөмжийн бүх насан туршдаа мөнгө хэмнэх боломжийг олгодог.
Түгээмэл асуулт
Хортой орчинд уяган хоолойд идэвхжихээс хэрхэн хамгаалдаг вэ?
Тухайлбал, хром болон молибден агуулсан уяган хоолойн гадаргад идэвхжихээс хамгаалах исэлтгэсэн давхарга үүсдэг. Хром нь пассив давхаргийг бий болгох бөгөөд молибден нэмэлтээр хамгаалалт үзүүлдэг, ялангуяа хлорид ихтэй орчинд илүү үр дүнтэй.
Хүчиллэг нөхцөлд уяган хоолой нүүрстөрөгчтэй гангаас хэрхэн ялгаатай ажилладаг вэ?
Уяган хоолой хүчиллэг орчинд нүүрстөрөгчтэй гангаас илүү сайн ажилладаг. Жишээ нь, нүүрстөрөгчтэй ган гидроклорын хүчилд жилд 10 мм-с илүү хурдаар идэвхжих боломжтой бол 316 төрлийн цэвэр ган хэт 0.1 мм/жил хурдаар л идэвхждэг бөгөөд амьдралын хугацаа нь эрс нэмэгддэг.
Өндөр түвшний уяган материалыг үргэлж химийн боловсруулах системд ашиглах шаардлагатай юу?
Үгүй, өндөр түвшний хайлш нь үргэлж шаардлагатай байдаггүй. Илүү бага эрсдэлтэй орчин эсвэл зардлын асуудал гарч ирвэл 304 төрлийн цэвэрхэн ган зэрэг илүү хямд сонголтууд хангалттай байж болно. Инженерүүд химийн бодисын нөлөөлөл, температур зэрэг тодорхой нөхцлүүдийг үнэлж, тохиромжтой материал сонгох ёстой.
Эмийн бодис, цэвэр уусгагч шилжүүлэхэд яагаад хайлш хоолойг илүүд үздэг вэ?
Хайлш хоолой нь тээвэрлэж буй шингэнтэй урвалд ордоггүй тул бохирдох эрсдэлийг хамгийн бага болгодог. Тэдгээрийн металл ионуудын шилжилт бага байх, хурц байдал (pH) замын турш тогтвортой байх чадвар нь эмийн болон мэдрэг шинж чанартай химийн салбарт маш чухал ач холбогдолтой.