Anba presyon siklik segondè -CO₂ (50-100 bar, 100 degre), yon aparèy chofaj PFA ak yon nwayo Titàn Klas 2 (segondè pite, 0.3% max Fe, 0.25% max O) dire 3-5 × pi long pase youn ak pi ba -Titàn klas, oswa ki gen eleman klas 12, oswa ki gen klas 12. mwens sous pi bon kalite). Mòd echèk la se pa korozyon nan Titàn nan (Titàn se trè rezistan nan CO₂), men frajilman idwojèn soti nan imidite tras nan CO₂ la. Titàn ki pi ba -gen plis fè ak lòt enklizyon entèmetalik ki aji kòm sit nikleyasyon pou fòmasyon idrid. Klas 2 segondè -Titàn pite (ASTM B348, 99.7% Ti) gen mwens enklizyon, diminye presipitasyon idrid. Anba presyon siklik, idrid yo lakòz krak fatig nan nwayo a, ki Lè sa a, vyole djenn PFA a. Pou sèvis CO₂ presyon wo -(pa egzanp, ekstraksyon CO₂ sipèkritik), presize Titàn Klas 2 ak yon kontni fè maksimòm 0.2% ak kontni oksijèn nan 0.20-0.25% (pa siplemantè-oksijèn ki ba, ki pi fèb). Klas 7 (Pd-alyaj) pa rekòmande; li gen pi wo fè epi li ka soufri efè galvanik.
Konparezon Titàn Klas pou CO₂ gwo-Presyon
| Klas | Konpozisyon | Fe max (%) | O (%) | Sensibilite Hydride | Fatig lavi nan CO₂ nan 100 bar, 100 degre (sik pou krak) | Konvnab |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Klas 2 (estanda) | Ti (99.5% min) | 0.30 | 0.25 | Modere | 50,000–100,000 | Bon |
| Klas 2 (gwo-pite) | Ti (99.7% min) | 0.15 | 0.22 | Ba | 200,000–400,000 | Pi bon |
| Klas 7yèm (Ti + 0.15% Pd) | Ti, Pd | 0.30 | 0.25 | Segondè (enklizyon Pd) | 20,000–50,000 | Pòv |
| Klas 12 (Ti + 0.3% Mo, 0.8% Ni) | Ti, Mo, Ni | 0.30 | 0.25 | Segondè (ni enklizyon) | 10,000–30,000 | Pòv |
| Klas 1 (oksijèn ki ba anpil) | Ti | 0.20 | 0.18 | Trè ba men pi fèb | 50,000–100,000 | Akseptab men pi fèb |
| Incoloy 825 | Ni, Cr, Mo | N/A | N/A | Pa aplikab | 5,000-10,000 (kowozyon) | Pòv (kowode nan CO₂) |
Mekanis dekonstriksyon idrid
Nan gwo -presyon CO₂, imidite (100–500 ppm) reyaji ak CO₂ pou fòme asid kabonik (H₂CO₃). Nan sifas Titàn, H₂CO₃ dissociate nan H⁺, ki diminye nan idwojèn atomik. Idwojèn gaye nan lasi a Titàn. Nan pi ba -Titàn klas, fè-enklizyon rich (FeTi, Fe₂Ti) aji kòm pyèj idwojèn, fòme idride Titàn (TiH₂). Idrid yo frajil ak elaji (ogmante volim 17%), sa ki lakòz microcracks. Anba presyon siklik (fatig), microcracks sa yo grandi, ki mennen nan ka zo kase nwayo. Gwo-pite Klas 2 gen mwens enklizyon fè, kidonk mwens sit nikleyasyon idrid. Lavi fatig la se 3-5 × pi long.
Done tès: 100 bar CO₂, 100 degre, 10,000 sik
| Titàn Klas | Kontni fè (ppm) | Absòpsyon idwojèn (ppm apre 10,000 sik) | Fòmasyon idride (zon %) | Fant Nwayo apre 10,000 sik | Fòs ki rete (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Klas 2 (gwo-pite) | 800 | 150 | <0.1% | Okenn | 98% |
| Klas 2 (estanda) | 2,500 | 250 | 0.5% | Microcracks | 85% |
| Klas 7yèm | 3,000 (plis Pd) | 300 | 1.0% | Fant | 70% |
| Klas 12 | 2,800 (plis Ni) | 400 | 1.5% | Plizyè fant | 60% |
Egzanp jaden
Yon plant ekstraksyon CO₂ superkritik te itilize aparèy chofaj PFA ak nwayo Titàn Klas 7 (pou rezistans korozyon). Chofaj yo echwe apre 18 mwa (nwayo fann). Plant lan te chanje nan gwo -pite Klas 2 Titàn (Fe<0.15%, O 0.22%). The heaters have operated for 5+ years without failure. The cost difference was $50 per heater (2% premium). The plant now specifies "Grade 2 titanium, high purity, Fe ≤ 0.15%, O 0.20–0.25%" for all high-pressure CO₂ heaters.
Deteksyon fòmasyon idride
Enspeksyon ultrasons: Hydrides parèt kòm yon ogmantasyon nan backscatter (vizib sou A-eskanè). Pa fasil nan jaden.
EDX (-reyon X- dispersif): Sou nwayo echwe, rejyon idride yo gen pi wo kontni idwojèn (detekte atravè metòd endirèk).
Vizyèl: Hydrides lakòz yon sifas mat, gri (Titàn nòmalman klere). Pa serye.
Rekòmandasyon Konsepsyon pou CO₂ gwo-Presyon
| Paramèt | Rekòmandasyon | Rezon ki fè |
|---|---|---|
| Titàn klas | Gwo -pite Klas 2 (ASTM B348, Fe mwens pase oswa egal a 0.15%, O 0.20–0.25%) | Minimize nukleasyon idrid |
| Sifas fini | Poli a Ra Mwens pase oswa egal a 0.4 µm | Diminye monte estrès |
| PFA epesè miray la | 1.5-2.0 mm | Adekwat pou rezistans chimik |
| Dyamèt nwayo | Pi gran pase oswa egal a 6 mm (pou kenbe tèt ak presyon san echèk) | Fòs mekanik |
| Tanperati opere | Mwens pase oswa egal a 150 degre (Titàn soksid pi wo a 200 degre) | Evite dekale |
Konklizyon: Segondè -Purite Klas 2 Titàn depase klas ki pi ba yo nan siklik segondè-Presyon CO₂
Nan sèvis CO₂ siklik segondè -presyon (50–100 bar, 100 degre), yon aparèy chofaj PFA ak yon nwayo Titàn Grade 2 pite segondè (Fe mwens pase oswa egal a 0.15%) dire 3–5 × pi long pase youn ak estanda Klas 2 oswa Klas 7 Titàn. Mekanis echèk la se frajilman idride ki soti nan tras imidite nan CO₂, nwayo nan enklizyon ki rich fè -. Titàn pite segondè -gen mwens enklizyon, kidonk mwens idrid fòme, epi lavi fatig pwolonje. Pou fè ekstraksyon CO₂ sipèkritik oswa nenpòt sèvis siklik segondè -CO₂ presyon, presize gwo-pite Klas 2 Titàn. Klas 7yèm ak 12yèm ane pa avantaje; yo gen plis eleman alyaj ak fè pi mal. Pi Titàn (99.7% +) genyen. Nan CO₂, pite enpòtan. Mwens enklizyon yo, se lavi a pi long. Espesifye segondè-pite Klas 2. Aparèy chofaj ou a ap remèsye ou. CO₂ a ka superkritik, men nwayo ou ta dwe super-pi. Sa se sekrè a.
