Penggunaan peralatan kimia titanium
1. Kelebihan Titanium
Bahan Titanium digunakan secara meluas dalam petroleum, industri kimia, tekstil ringan (serat kimia), hidrometallurgi, farmasi, kuasa elektrik, kejuruteraan laut dan bidang lain kerana rintangan kakisan yang sangat baik, ketumpatan rendah dan kekuatan khusus yang tinggi. Penggunaan peralatan titanium sangat mengurangkan berat mati peralatan, mengurangkan penutupan dan penyelenggaraan peralatan, dan mencapai tujuan mengurangkan kos penyelenggaraan. Walau bagaimanapun, dengan penggunaan peralatan titanium yang luas, kemalangan dan masalah pendedahan telah meningkat dengan ketara. Kebanyakan masalah ini berkaitan dengan reka bentuk perlindungan yang tidak munasabah. Oleh itu, jika reka bentuk perlindungan yang sesuai diterima pakai, kemalangan dapat dikurangkan dengan berkesan untuk memastikan operasi peralatan yang selamat dan stabil dan mengelakkan kakisan pramatang atau kegagalan sekerap peralatan titanium mahal.
2. Peralatan Titanium yang digunakan dalam aplikasi kimia
Penggunaan titanium dalam peralatan kimia terutamanya menggunakan rintangan kakisan titanium, dan kemudian mempertimbangkan ciri-ciri kekuatan khusus yang tinggi, bukan magnet, fungsi ingatan dan sebagainya. Pereka bentuk hendaklah memilih bahan aloi titanium dan titanium mengikut keadaan perkhidmatan, ijazah pemprosesan, hayat perkhidmatan, kos, berat, kualiti produk, perlindungan alam sekitar dan keadaan lain peralatan. Titanium tidak boleh digunakan semata-mata untuk menggantikan bahan sedia ada pada peralatan. Semasa reka bentuk peralatan titanium, jenis struktur yang berbeza hendaklah dipilih secara ekonomi, munasabah dan boleh dipercayai mengikut tekanan, suhu, kadar aliran, bentuk peralatan, dimensi geometri, operasi, dan lain-lain medium. Secara amnya, kapal kecil dengan tekanan rendah dan suhu boleh dibuat dari semua titanium. Sebaliknya, struktur berbilang lapisan boleh digunakan. Di samping itu, prestasi kimpalan, kekonduksian terma, prestasi relaksasi tekanan, prestasi pengembangan, dan lain-lain bahan titanium hendaklah dipertimbangkan secara komprehensif untuk memutuskan sama ada untuk memilih bahan titanium untuk menentukan struktur reka bentuk.
Jadual 1 di bawah untuk julat prestasi dan aplikasi bahan titanium yang biasa digunakan dalam peralatan kimia
| Item | Hartanah | Skop permohonan | Suhu perkhidmatan maksimum |
| gr1 | Ia mempunyai rintangan kakisan yang baik dan kekuatan rendah dalam pengoksidaan, neutral dan mengurangkan persekitaran yang wujud bersama dengan perencat kakisan. | Boleh digunakan dalam aplikasi yang memerlukan sifat setem yang lebih tinggi atau sejuk, serta pada suhu rendah | Peralatan titanium penuh: 315°C Titanium berpakaian peralatan keluli:350°C |
| gr2 | Rintangan kakisan adalah sama seperti Gr1, dan sifat mekanikal yang komprehensif adalah sederhana | Digunakan secara meluas dalam pembuatan cengkerang dengan ketebalan dinding<14mm, pressure="" components="" such="" as="" heads,="" reactors,="" towers,="" heat="" exchangers="" (mostly="" used="" as="" heat="" exchanger="" tubes),=""> | sama seperti bahagian atas |
| gr3 | Rintangan kakisan adalah sama dengan gr1, dengan kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan geseran, tetapi keplastikan yang lemah. | Digunakan untuk mengeluarkan bahagian-bahagian yang tidak memerlukan setem sejuk yang mendalam, seperti tiub semua-titanium dan pengikat untuk penukar haba. | sama seperti bahagian atas |
| gr7 | Ia mempunyai rintangan kakisan yang baik terhadap pengoksidaan, mengurangkan lemah dan redoks seli media, dan sifat mekanikal yang komprehensif hampir dengan gr1. Dalam suhu tinggi dan kepekatan tinggi pelbagai media klorida, rintangan kakisan celah aloi gr7 adalah yang terbaik. | Terutamanya digunakan dalam asid hidroklorik cair, cairkan asid sulfurik, mencairkan persekitaran asid fosforik, dan juga digunakan secara meluas dalam bahagian peralatan dan komponen yang terdedah kepada kakisan celah, seperti permukaan pengedap bebibir, gasket berlian, dll. | 350°C |
| gr12 | Ia mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik untuk mengoksida dan mengurangkan media dengan lemah, tetapi ia lebih rendah daripada gr7, kekuatannya sama dengan gr3, dan ia mempunyai kekuatan suhu sederhana yang lebih tinggi. | Ia boleh menggantikan gr7 sebagai komponen kakisan celah, dan juga boleh digunakan sebagai oksida nilai PH rendah yang tidak tahan terhadap kakisan oleh titanium tulen industri pada suhu yang lebih tinggi, dan komponen peralatan tekanan mencairkan larutan asid pengurangan. | 350°C |
| gr5 | Ia mempunyai prestasi komprehensif yang sangat baik dan prestasi proses yang baik, superplastik yang sangat baik, sesuai untuk pelbagai kaedah pemprosesan tekanan untuk membentuk, dan pelbagai kaedah untuk kimpalan. | Ia digunakan untuk bahagian pepejal dan bahagian yang tidak dikimpal, dan lain-lain yang tertakluk kepada tekanan yang lebih besar. | 400°C |
3. Skop permohonan bahan titanium
3.1 Titanium boleh digunakan dalam media berikut
3.1.1 Asid nitrik, asid kromik dan media pengoksidaan lain, asid asetik, asid terephthalic dan lain-lain asid organik, urea, air laut, larutan garam, larutan garam, ion klorin yang mengandungi ion bromine yang mengandungi media, klorin basah, alkali cair, olefin dan produk minyak.
3.1.2 bahan titanium mempunyai kakisan dalam media berikut, tetapi perencat kakisan atau aloi titanium tahan kakisan boleh digunakan.
3.1.3 Asid hidroklorik, asid sulfurik, suhu tinggi 65% asid nitrik, asid fosforik, suhu tinggi kepekatan tinggi asid sitrik, asid oksalat, asid glukonik, >10% asid formik, larutan alkali.
3.2 Titanium tidak boleh digunakan dalam persekitaran berikut.
3.2.1 asid nitrik fuming dengan kepekatan >98% atau mengandungi >6% nitrogen dioksida bebas hendaklah mengelakkan letupan semula jadi (walaupun tidak ada fenomena pembakaran dalam ujian kupon lapangan).
3.2.2 gas klorin kering dengan kandungan air (0.1% ~ 0.3%) dalam gas klorin (seperti gas klorin silinder keluli domestik, kerana tindak balas sengit antara titanium dan gas klorin kering, titanium tetrachloride dihasilkan, sejumlah besar haba dilepaskan, dan terdapat risiko pencucuhan). Apabila ia berputar pada kelajuan tinggi, kandungan air gas klorin kering perlu ditingkatkan kepada 1.5%.
3.2.3 oksigen cecair dan beberapa larutan berair dengan tekanan separa oksigen yang tinggi, kerana titanium mempunyai sensitiviti kesan dalam oksigen cecair, jika titanium mempunyai permukaan segar, ia secara spontan akan menyala pada tekanan 0.35Mpa dan suhu bilik. Untuk media menghakis yang mengandungi hidrogen, selain mempertimbangkan kakisan media, perhatian penuh harus dibayar kepada kemudaratan hidrogen kepada titanium. Peralatan Titanium diperlukan untuk mengelakkan pencemaran besi. Adalah sangat penting untuk mengelakkan penghidrogenan titanium.
3.2.4 Ia tidak boleh digunakan dalam persekitaran asid hidrofluorik, fluorida, anhidrida asetik, cecair hidroformilasi, alkali pekat, asid fosforik, asid oksalat, asid formik mendidih tidak berudara, dan lain-lain; dalam N2O4, oksigen cecair, >30% H2O2, metanol yang mengandungi halida, H2 termasuk<2% water at="" 315°c above,="" liquid="" bromine="" and="" other="" environments are="" strictly="">
Perbandingan hidup pelbagai bahan peralatan
| Medan aplikasi | Peralatan | Hayat bahan dan perkhidmatan | Bahan Titanium dan hayat perkhidmatan | Peningkatan jangka hayat selepas titanium digunakan |
| Chlor-alkali | Penyejuk klorin basah | Graphite, 3~6months | titanium tulen digunakan untuk lebih daripada 10 tahun | 20 |
| Soda abu | Penyejuk luaran | Keluli karbon.6 ~ 24 bulan | Lebih 15 tahun | 7.5 |
| metalurgi | Plat katod elektrolitik | Tembaga, 1~3 tahun | titanium tulen lebih dari 10 tahun | 3.3 |
| Farmasi | penyejat | Enamel, 3 tahun | titanium tulen lebih dari 14 tahun | 4.7 |
| Penukar haba | Paip plumbum,2 bulan | titanium lebih daripada 7 tahun | 4.2 | |
| Pembuatan garam | Ruang pemanasan | Keluli karbon, 8 bulan | Titanium, lebih daripada 10 tahun | 15 |
| Industri kimia | Menara pengoksidaan asid asetik | Keluli tahan karat. 1 bulan | titanium tulen, lebih dari 10 tahun | 120 |
petrifaction | Menara pembetulan asid asetik | Mo2Ti1.5, 2 tahun | Titanium selama 15 tahun | 7.5 |
