Polimerizacijos reaktoriuose, kuriuose apdorojami monomerai, tokie kaip vinilo chloridas, stirenas ar olefinai, dažnai yra organinių chloridų kaip monomerų, tirpiklių arba katalizatorių. Titano šildytuvai pasižymi atsparumu korozijai, tačiau organiniai chloridai yra unikalus iššūkis: jie gali suirti ant įkaitusių metalinių paviršių, sudarydami druskos rūgštį. Ši rūgštis lokaliai atakuoja pasyviąją titano plėvelę. Tuo pačiu metu polimerinis produktas linkęs prilipti prie šildytuvo paviršių, sudarydamas nuosėdas. Po šiomis nuosėdomis susikaupia agresyvios rūšys, dėl kurių susidaro per maža nuosėdų korozija. Titano vamzdžio paviršiaus apdaila daro didelę įtaką produkto sukibimui ir nepakankamo nuosėdų atakos atsiradimui. Ištempti paviršiai (Ra 0,8–1,2 µm) suteikia mechaninio įrakinimo vietas polimero kaupimuisi. Elektropoliruoti paviršiai (Ra 0,1–0,3 µm) yra lygesni, sumažina sukibimą ir sumažina plyšių vietas, kuriose kaupiasi korozinės medžiagos.

Titano gaminių susidarymo ir nepakankamo nuosėdų korozijos mechanizmas

Polimerizacijos reaktoriuose monomerai reaguoja aukštesnėje temperatūroje (60–150 laipsnių). Titano šildytuvo paviršius suteikia branduolio susidarymo vietą polimero susidarymui. Ant šiurkščių, kaip{4}}temptų paviršių polimerinės grandinės mechaniškai susijungia paviršiaus slėniuose, todėl sunku pašalinti nuosėdas. Pats polimero nuosėdos yra porėtos. Organiniai chloridai difunduoja per nuosėdas ir suyra titano -polimero sąsajoje, išskirdami HCl. Uždara erdvė po nuosėdomis apsaugo nuo rūgšties skiedimo, o vietinis pH gali nukristi žemiau 2. Ant elektropoliruotų paviršių polimero sukibimas pirmiausia yra cheminis, o ne mechaninis. Nuosėdos yra plonesnės, tolygesnės ir lengviau pašalinamos skalaujant arba švelniai valant mechaniniu būdu. Mažiau kaupimosi reiškia mažiau plyšių vietų ir mažesnę korozijos riziką.

Kiekybinis gaminio susidarymo ir korozijos laipsnio palyginimas

Kontroliuojamas bandymas vinilchlorido polimerizacijos modeliniame tirpale (5 % organinių chloridų, 80 laipsnių, 500 valandų) nustatė šiuos paviršiaus apdailos skirtumus:

Kaip-ištrauktas paviršius (Ra 1,0 µm, neapdorotas): Polimero nuosėdų storis 200–400 µm po 500 valandų. Indėlių pašalinimas reikalauja agresyvaus grandymo. Mažos nuosėdos korozijos greitis 0,15 mm per metus. Įdubimų tankis 10–20 duobių cm² po nuosėdomis. Didžiausias duobės gylis 80–120 µm.

Kaip-nubraižyta pasyvinant (Ra 1,0 µm, apdorota azoto rūgštimi): 150–300 µm storis po 500 valandų. Mažos nuosėdos korozijos greitis 0,10 mm per metus. Įdubimų tankis 5–10 duobučių cm². Pasyvavimas suteikia nedidelį patobulinimą.

Mechaniškai poliruotas (Ra 0,4–0,6 µm): 80–150 µm storis po 500 valandų. Apnašas nuimamas nuplaunant tirpikliu. Mažos nuosėdos korozijos greitis 0,06 mm per metus. Įdubimų tankis mažesnis nei 5 duobutės cm².

Elektropoliruotas (Ra 0,2 µm, ryški apdaila): 30–60 µm storis po 500 valandų. Įprastų reaktoriaus valymo ciklų metu pašalinkite dribsnius. Mažos nuosėdos korozijos greitis 0,02 mm per metus. Po 500 valandų įdubimų nepastebėta.

Elektropoliruotas su neprilimpančia- danga (fluorpolimeras, 0,5 µm): Po 500 valandų nuosėdos storis mažesnis nei 10 µm. Iš esmės nelimpantis- paviršius. Jokios išmatuojamos korozijos nuosėdose. Dangos tarnavimo laikas ribojamas dilimo.

Organinio chlorido tarnybos paviršiaus apdailos pasirinkimo vadovas

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiama sprendimų sistema, kaip pasirinkti titano šildytuvo paviršiaus apdailą, atsižvelgiant į polimerizacijos chemiją, valymo dažnumą ir produkto grynumo reikalavimus:

Inžinerija ne tik paviršiaus apdailai

Sienelės storis sąveikauja su nepakankama nuosėdų korozija. Storesnės sienos (1,5–2,0 mm) užtikrina didesnę saugos ribą prasiskverbti į duobę, kai prasidės korozija. Tačiau elektropoliruotos plonos sienos (0,9 mm) gali tarnauti ilgiau kaip ištemptos storos sienos (1,5 mm), nes lygesnis paviršius neleidžia susidaryti duobėms. Titano lydinio klasė taip pat keičia nuosėdų sukibimą; 7 klasė (stabilizuota paladžio -) išlaiko stabilesnę pasyviąją plėvelę, sumažindama katalizinį organinių chloridų skilimą ir 20–30 % sumažindama nuosėdų susidarymo greitį, palyginti su 2 laipsniu. Reaktoriaus konstrukcija yra svarbi: vertikalūs šildytuvai su lygiais, vertikaliais paviršiais efektyviau šalina polimero nuosėdas nei horizontalūs šildytuvai, kuriuose nuosėdos kaupiasi viršutiniuose paviršiuose.

Informuotos specifikacijos sudarymas

Nurodant titano šildytuvą polimerizacijos reaktoriui, kuriame yra organinių chloridų, reikia elektropoliruoto paviršiaus, kurio dokumentais nurodyta Ra vertė yra mažesnė nei 0,3 µm. Nurodykite, kad po visų suvirinimo ir lenkimo operacijų būtų atliktas elektropoliravimas, kad būtų užtikrinta vienoda visų paviršių apdaila. Prašyti mikrofotografijų su 500 kartų padidinimu, rodančių paviršiaus topografiją. Kritinėms reikmėms, kai svarbiausias produkto grynumas, nurodykite papildomą fluoropolimero dangą (PTFE arba PFA, 0,5–1,0 µm storio), padengtą ant elektropoliruoto paviršiaus. Eksploatacijos metu stebėkite šildytuvo energijos suvartojimą; laipsniškas padidėjimas rodo, kad kaupiasi nuosėdos, kurias reikia išvalyti. Naudokite tirpiklio praplovimą (įprastą reaktoriaus valymo tirpiklį) aukštesnėje temperatūroje, kad pašalintumėte nuosėdas, kol jos pasiekia kritinį storį. Niekada nenaudokite abrazyvinių elektropoliruotų paviršių valymo metodų, nes įbrėžimai atkurs mechaninio įrakinimo vietas. Pasirinkęs elektropoliruotą kaip{11}}temptą paviršiaus apdailą, inžinierius sumažina gaminio kaupimąsi ir klastingą gedimą dėl nepakankamos nuosėdų korozijos organinio chlorido polimerizacijos aplinkoje.