1. Málnákvæmni: Hver eru sérstök framleiðsluvikmörk sem krafist er fyrir Hastelloy C háræðarör í greiningartækjum og hvers vegna eru þau strangari en fyrir venjuleg rör?
Sp.: Við erum að útvega háræðarör í staðinn fyrir gasskiljun sem starfar við háan þrýsting. Hefðbundin vökvaslöngur virðast hafa of mikla breytileika í auðkenni. Hvaða ASTM eða iðnaðarstaðall stjórnar stærð Hastelloy C háræðaröra og hvaða vikmörk ættum við að tilgreina?
Svar: Fyrir greiningartæki eins og gasskiljun (GC) eða há-vökvaskiljun (HPLC), virkar háræðarörið sem aðskilnaðarsúla eða flutningslína. Hér er víddarnákvæmni ekki bara val- heldur fall af nákvæmni búnaðarins.
Stjórnarstaðlar:
Þó að ASTM B622 sé staðallinn fyrir óaðfinnanlegur nikkelblendi pípa og rör, er hann oft of breiður fyrir háræðanotkun. Fyrir mikilvæga tækjabúnað, fylgja framleiðendur venjulega strangari, sérsniðnar forskriftir sem eru í samræmi við kröfur tækjaiðnaðarins. Hins vegar eru næstu viðmið iðnaðarins oft dregin úr læknisfræðilegum eða litlum -nákvæmni rörstöðlum, með breytingum fyrir tæringarþol.
Hin mikilvægu þolmörk:
Þú verður að tilgreina eftirfarandi:
Innri þvermál (ID) Control: Í litskiljun er varðveislutími og skilvirkni í beinu hlutfalli við auðkenni. Frávik upp á aðeins 0,001" getur breytt flæðishraðanum um mælanlegt hlutfall.
Venjuleg vökvakerfi:Býður venjulega upp á auðkennisvikmörk upp á ±0,002" til ±0,003".
Háræðastig:Þú ættir að krefjast ±0,0005" (hálf þúsundustu úr tommu) á auðkenni. Þetta tryggir stöðugan bakþrýsting og línulegan hraða burðargassins eða leysisins.
Sammiðja (veggbreytileiki): Ef veggþykktin er breytileg (holan er ekki -miðju), mun rörið hafa heita og kalda bletti við upphitun eða svæði sem verða fyrir miklu álagi við beygju. Fyrir Hastelloy C háræða þarf sammiðju sem er 90-95% (sem þýðir að breytileiki veggþykktar er minni en 10%).
Yfirborðsfrágangur: Innra yfirborð verður að vera slétt. Grófleiki (Ra) ætti að vera að hámarki 0,2 til 0,4 míkrómetrar. Gróft yfirborð skapar ókyrrð flæði og virka staði fyrir aðsog greiniefna, sem eyðileggur litskiljunartoppformið.
Af hverju Hastelloy?
Í þessu forriti er val á Hastelloy C venjulega knúið áfram af efnafræðilegu tregðu. Ef sýnisstraumurinn inniheldur ætandi efni (eins og brennisteinssambönd eða halógen) myndi staðlað háræða úr ryðfríu stáli brotna niður, sem veldur því að gróft yfirborð versnar og agnir loka fyrir kerfið.
2. Forvarnir gegn stíflu: Hvernig hefur yfirborðsspenna og bleytahegðun Hastelloy C áhrif á frammistöðu þess í örvökvaefnasprautun?
Sp.: Við erum að nota Hastelloy C háræðarör til að sprauta ætandi hvata inn í ör-rása reactor. Við erum að upplifa ósamkvæma dropamyndun á oddinum. Spilar yfirborðsorka efnisins hlutverki og getum við breytt henni?
A: Algjörlega. Á sviði örvökva og nákvæmni inndælingar stjórnast víxlverkun vökvans og háræðaveggsins (bleyta) af yfirborðsorku efnisins.
Hastelloy þátturinn:
Hastelloy C-276, eins og flestar nikkel-króm-mólýbden málmblöndur, hefur tiltölulega mikla yfirborðsorku og er talið vatnssækið (aðlaðandi að vatni) fyrir vatnslausnir, en hegðar sér öðruvísi með lífrænum leysum. Náttúrulegt oxíðlag þess (ríkt af króm og mólýbdeni) skapar ákveðna yfirborðsefnafræði sem hefur áhrif á snertihorn vökvans.
Ef þú finnur fyrir ósamkvæmri dropamyndun (td dropi í stað þess að úða, eða vökvi sem skríður aftur upp OD rörsins), er vandamálið líklegt að vökvinn bleyti málminn of vel (mikil yfirborðsviðloðun) frekar en að losna hreint.
Mótvægisaðferðir:
Aðgerð: Gakktu úr skugga um að rörið sé rétt óvirkt (td með saltpéturssýru). Þetta tryggir samræmt, stoichiometric oxíðlag. Ósamkvæmt oxíðlag skapar „heita bletti“ með mismunandi yfirborðsorku meðfram endanum, sem leiðir til óreglulegrar losunar.
Yfirborðshúðun (afvirkjun): Í greiningarefnafræði er þetta þekkt sem „dálkaafvirkjun“. Innra og ytra yfirborð Hastelloy háræðsins er hægt að meðhöndla með silanizing efni eða sér fjölliða húðun.
Niðurstaðan:Þetta lækkar yfirborðsorkuna, sem gerir rörið vatnsfælin/óvirk. Vökvinn perlur upp jafnari á endanum, sem leiðir til nákvæmrar, endurtekinnar dropamyndunar.
Vélræn oddsástand: Burra eða ör-sprunga á skornum oddinum virkar sem líkamlegt akkeri fyrir vökvann (háræðavirkni). Gakktu úr skugga um að rörið sé skorið með nákvæmu slípiefni-af hjóli og skoðað í stækkun. Fullkomlega ferningur, burr-laus andlit er mikilvægt.
3. Þrýstingastig: Getur lítið þvermál Hastelloy C háræðarör séð um sprengiþrýstingskröfur Supercritical Fluid Extraction (SFE)?
Sp.: Við erum að hanna yfirkritískt CO2 útdráttarkerfi sem starfar við 10.000 psi og 100 gráður. Við viljum nota 1/16" OD Hastelloy C háræðaslöngur með 0,020" auðkenni fyrir aftur-þrýstingsstillarlínuna. Hvernig reiknum við út hvort þessi ofur{10}}þunni vegghluti sé öruggur?
Svar: Þetta er klassískur útreikningur fyrir þrýstihylki með þykkum-veggjum á móti þunnum-veggjum. Við 10.000 psi (688 bör) ertu að fara inn á svæði með miklum þrýstingi og lítil rúmfræði háræðaröra krefst nákvæmrar greiningar með því að nota kenningu Lame frekar en einföldu Barlow formúluna sem notuð er fyrir stórar rör.
Við skulum greina tilgreindar stærðir þínar:
Ytri þvermál (OD): 0,0625" (1/16")
Innri þvermál (ID): 0,020"
Veggþykkt: (0.0625 - 0.020) / 2=0.02125"
Útreikningurinn:
Við notum formúluna fyrir þykka-veggða strokka til að finna sprunguþrýstinginn, byggt á togstyrk Hastelloy C-276 (um það bil 100.000 psi lágmark).
Með því að nota Lame formúluna (einfölduð):
P=S(OD2−ID2)OD2+ID2P=OD2+ID2S(OD2−ID2)Þar sem S er togstyrkur.
Hins vegar, fyrir hönnun, notum við afrakstursstyrkinn (u.þ.b. 41.000 psi fyrir C-276 við stofuhita, lækkaður fyrir 100 gráður í um það bil 35.000 psi).
Notkun flæðistyrks með öryggisstuðlinum 4: Reiknaður leyfilegur vinnuþrýstingur fyrir þessa rúmfræði er almennt á bilinu 12,000 - 15,000 psi.
Mikilvægar athugasemdir fyrir SFE:
Lækkun: Við 100 gráður lækkar uppskerustyrkurinn aðeins, en Hastelloy C heldur styrkleika betur en 316L. Þú verður að nota 100 gráðu afrakstursgildið.
Innri stuðningur: Við þennan þrýsting virkar háræðið eins og þrýstihylki. Örlítið auðkenni (0,020") er í raun ávinningur-heildarkrafturinn á vegginn er minni en í stærri rör, þrátt fyrir þunnan vegg.
Þreyta: SFE kerfi fara oft á milli yfirkritísks og loftkennds ástands. Þó að statískur útreikningur þinn gæti staðist, getur hringþrýstingur valdið þreytu. Hastelloy C hefur framúrskarandi þreytuþol, en vertu viss um að festingar (ferrules) grípi um rörið án þess að virka sem álagsstækkun (hak).
Úrskurður: 0,0625" OD með 0,020" auðkenni er algeng "þungur veggur" háræðastærð fyrir þessa þrýsting. Það er líklega ásættanlegt, en full verkfræðileg endurskoðun samkvæmt ASME kafla VIII eða viðeigandi þrýstibúnaðartilskipun er skylda.
4. Klóríðnæmi: Hvers vegna tilgreinum við Hastelloy C háræðarör fyrir sýnatökukerfi á hafi úti í stað 316L, jafnvel þegar sýnið er talið vera "þurrt" gas?
Sp.: Í sýnatökuspjöldum okkar á sjópallinum notuðum við 316L háræðarör úr ryðfríu stáli til sýnatöku á jarðgasi. Við erum að skipta yfir í Hastelloy C. Gasið er þurrkað, svo hvers vegna uppfærslan? Er 316L virkilega í hættu?
Svar: Skiptingin úr 316L yfir í Hastelloy C í sýnatökukerfum á hafi úti, jafnvel fyrir „þurrt“ gas, er kennslubók um raunverulegar-heimsaðstæður sem ráða yfir hönnunarskilyrði.
The Failure Mechanism: „Undir-einangrunartæringu“ á örskala:
Á meðan magngasið er þurrt er umhverfið á sjónum rakt og salt-hlaðinn. Hér er það sem gerist við 316L háræðarör í sýnatökuborði:
Hitastig: Sýnalínan inniheldur oft heitt gas (losun þjöppu). Háræðarörið verður fyrir umhverfislofti (sem er svalt og rakt).
Daggarmark: Ytra yfirborð 316L háræðarörsins fellur niður fyrir daggarmark sjávarloftsins. Þunn filma af þéttingu myndast á rörinu.
Klóríðstyrkur: Vegna þess að rörið er lítið og oft í búnti, skolast þessi raki ekki auðveldlega í burtu. Það situr á yfirborðinu. Þegar vatn gufar upp safnast klóríð úr sjávarþokunni á yfirborð rörsins.
SCC bilun: 316L þarf þrennt til að sprunga: Togspenna (frá því að beygja háræðið á sinn stað), hitastig (jafnvel umhverfið er nóg með háum klóríðum) og klóríð. Þetta leiðir til klóríðsstreitutæringar (CSCC). Sprungan hefst áútiaf rörinu og vex inn á við og losar að lokum kolvetnissýnið út í andrúmsloftið.
Af hverju Hastelloy C leysir það:
Hastelloy C-276 er nánast ónæmur fyrir klóríðálags tæringarsprungum. Hátt nikkel- og mólýbdeninnihald gerir efnið stöðugt gegn þessum vélbúnaði. Jafnvel þó að utan á rörinu sé stöðugt blautt af saltúða, mun það ekki þjást af SCC. Það gæti mislitað eða haft yfirborðshola í áratugi, en það mun ekki mynda umkornóttar eða millikorna sprungur sem leiða til skelfilegrar bilunar.
Í sýnatökukerfum er heilleiki leka í fyrirrúmi fyrir bæði öryggis- og umhverfisreglur. Hastelloy C veitir tryggingu gegn ófyrirsjáanlegu ör-umhverfi inni í fjölmennu greiningarskýli eða spjaldi.
5. Efnasamhæfi: Í nærveru blauts klórs eða járnklóríðs, hvaða efnahvörf veldur því að staðlað háræðarör úr ryðfríu stáli bilar samstundis og hvernig þolir Hastelloy C það?
Sp.: Við erum að nota háræðarör til að taka sýnishorn af bleikjurta síuvökva í kvoðaverksmiðju. Lausnin inniheldur blautt klórdíoxíð og járnklóríð. 316L háræðar leysast upp á dögum. Hvað er rafefnafræðilega ferlið sem eyðileggur 316L og hvernig lifir Hastelloy C-276 af?
A: Hraða eyðileggingin sem þú verður vitni að er ekki almenn tæring; það er árásargjarn form staðbundinnar árásar sem knúin er áfram af oxandi súrt klóríðumhverfi.
Efnakerfi (af hverju 316L mistekst):
Í lausn sem inniheldur járnklóríð (FeCl3) og klórdíoxíð (ClO2), hefur þú mjög oxandi, lágt -pH umhverfi sem er ríkt af klóríðum.
Oxandi kraftur: Fe+3 jónir og ClO2 eru sterk oxunarefni. Þeir hafa mikla "redox möguleika." Þessi möguleiki er nógu sterkur til að draga rafeindir úr óvirka krómoxíðlaginu á 316L.
Hlutlaus lagsundrun: Í stað þess að vernda stálið breyta oxunarskilyrðin í raun hlífðar krómoxíðinu í leysanlegar krómjónir (CrO4-2). Óvirka lagið leysist bókstaflega upp.
Hröðun árás: Þegar aðgerðalausa lagið er horfið er beitt ryðfríu stálinu afhjúpað. Klóríðin mynda málmklóríðsölt (FeCl2, NiCl2). Þessi sölt vatnsrofast með vatni til að mynda saltsýru (HCl) á staðnum, dregur pH-gildið enn frekar niður og flýtir fyrir upplausninni. Þetta skapar djúpa, hellulaga hola sem komast í gegnum þunnan háræðavegginn nánast samstundis.
Hastelloy C vörnin:
Hastelloy C-276 lifir af vegna mikils mólýbden (Mo) og wolfram (W) innihalds og nikkelgrunns.
Mólýbdenáhrif: Mólýbden er mikilvægt til að standast afoxandi sýrur, en ásamt króm hjálpar það til við að koma á stöðugleika óvirku filmunnar í oxandi klóríðumhverfi. Það kemur í veg fyrir hraða umbreytingu oxíðlagsins sem sést í ryðfríu stáli.
Nikkel fylki: Hátt nikkelinnihald gerir málmblöndunni kleift að þola umtalsvert magn af járni og koparjónum (eins og járnklóríðum) í lausninni án þess að þjást af hraða árás.
Viðnám gegn gryfju: PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) fyrir C-276 er um það bil tvöfalt það sem er 316L. Í bleikjurtaumhverfinu þýðir þetta hæfni til að standast mikla rafefnafræðilega möguleika án þess að hefja gryfjur. Háræðarörið helst ósnortið vegna þess að óvirka kvikmyndin, þó hún er álagi, rifnar ekki.
Fyrir oxandi klóríðþjónustu virkar mólýbdenið í Hastelloy C sem „stöðugleikaefni“ gegn rafefnafræðilegum kraftum sem rífa í sundur vernd minni málmblöndunnar.
