การใช้อุปกรณ์เคมีไททาเนียม

Jun 13, 2022

1. ข้อดีของไทเทเนียม

วัสดุไทเทเนียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปิโตรเลียม อุตสาหกรรมเคมี สิ่งทอเบา (เส้นใยเคมี) โลหะวิทยา เภสัชกรรม พลังงานไฟฟ้า วิศวกรรมทางทะเล และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ความหนาแน่นต่ำ และความแข็งแรงจำเพาะสูง การใช้อุปกรณ์ไททาเนียมช่วยลดน้ำหนักของอุปกรณ์ได้อย่างมาก ลดการปิดเครื่องและบำรุงรักษาอุปกรณ์ และบรรลุวัตถุประสงค์ในการลดต้นทุนการบำรุงรักษา อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้อุปกรณ์ไททาเนียมอย่างกว้างขวาง ปัญหาอุบัติเหตุและการสัมผัสได้เพิ่มขึ้นตามลำดับ ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการออกแบบการป้องกันที่ไม่สมเหตุผล ดังนั้น หากใช้การออกแบบการป้องกันที่เหมาะสม อุบัติเหตุจะลดลงอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้การทำงานของอุปกรณ์ปลอดภัยและมีเสถียรภาพ และหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนก่อนเวลาอันควรหรือความล้มเหลวของเศษวัสดุอุปกรณ์ไททาเนียมที่มีราคาแพง

2. อุปกรณ์ไททาเนียมที่ใช้ในงานเคมี

การใช้ไททาเนียมในอุปกรณ์เคมีส่วนใหญ่ใช้ความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียม แล้วพิจารณาคุณลักษณะของความแข็งแรงจำเพาะสูง ฟังก์ชันหน่วยความจำที่ไม่ใช่แม่เหล็ก และอื่นๆ ผู้ออกแบบจะต้องเลือกวัสดุโลหะผสมไททาเนียมและไททาเนียมตามเงื่อนไขการบริการ ระดับการประมวลผล อายุการใช้งาน ราคา น้ำหนัก คุณภาพของผลิตภัณฑ์ การปกป้องสิ่งแวดล้อม และเงื่อนไขอื่นๆ ของอุปกรณ์ ไททาเนียมไม่สามารถใช้แทนวัสดุที่มีอยู่ในอุปกรณ์ได้ง่ายๆ ในระหว่างการออกแบบอุปกรณ์ไททาเนียม จะต้องเลือกประเภทโครงสร้างที่แตกต่างกันอย่างประหยัด สมเหตุสมผล และเชื่อถือได้ตามความดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล รูปร่างของอุปกรณ์ มิติทางเรขาคณิต การทำงาน ฯลฯ ของตัวกลาง โดยทั่วไปแล้ว เรือขนาดเล็กที่มีแรงดันและอุณหภูมิต่ำสามารถทำจากไททาเนียมทั้งหมดได้ ในทางกลับกัน สามารถใช้โครงสร้างหลายชั้นได้ นอกจากนี้ ต้องพิจารณาประสิทธิภาพการเชื่อม การนำความร้อน ประสิทธิภาพการคลายความเครียด ประสิทธิภาพการขยายตัว ฯลฯ ของวัสดุไททาเนียมอย่างครอบคลุม เพื่อตัดสินใจว่าจะเลือกวัสดุไททาเนียมเพื่อกำหนดโครงสร้างการออกแบบหรือไม่

ตารางที่ 1 ด้านล่างสำหรับประสิทธิภาพและช่วงการใช้งานของวัสดุไททาเนียมที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์เคมี

สิ่งของ	คุณสมบัติ	ขอบเขตการใช้งาน	อุณหภูมิบริการสูงสุด
gr1	มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและมีความแข็งแรงต่ำในสภาพแวดล้อมที่ออกซิไดซ์ เป็นกลาง และลดลงซึ่งอยู่ร่วมกับตัวยับยั้งการกัดกร่อน	สามารถใช้ได้กับงานที่ต้องการคุณสมบัติการปั๊มขึ้นรูปที่สูงขึ้นหรือเย็น เช่นเดียวกับที่อุณหภูมิต่ำ	อุปกรณ์ไททาเนียมเต็มรูปแบบ: 315ระดับ อุปกรณ์เหล็กหุ้มไททาเนียม:350ระดับ
gr2	ความต้านทานการกัดกร่อนเท่ากับของ Gr1 และคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมอยู่ในระดับปานกลาง	ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเปลือกหอยที่มีความหนาของผนัง<14mm, pressure="" components="" such="" as="" heads,="" reactors,="" towers,="" heat="" exchangers="" (mostly="" used="" as="" heat="" exchanger="" tubes),="">	เช่นเดียวกับบน
gr3	ความต้านทานการกัดกร่อนเหมือนกับ gr1 ที่มีความแข็งแรงสูงและต้านทานการเสียดสี แต่มีความเป็นพลาสติกต่ำ	ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการการปั๊มเย็นแบบลึก เช่น ท่อไทเทเนียมทั้งหมดและตัวยึดสำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อน	เช่นเดียวกับบน
gr7	มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีต่อสารออกซิไดซ์ รีดิวซ์เล็กน้อย และสารทดแทนรีดอกซ์ และคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมนั้นใกล้เคียงกับ gr1 ในอุณหภูมิสูงและความเข้มข้นสูงของสื่อคลอไรด์ต่างๆ ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยแยกของโลหะผสม gr7 จะดีที่สุด	ส่วนใหญ่ใช้ในกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง กรดซัลฟิวริกเจือจาง สภาพแวดล้อมของกรดฟอสฟอริกเจือจาง และยังใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนอุปกรณ์และส่วนประกอบที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนตามรอยแยก เช่น พื้นผิวการซีลหน้าแปลน ปะเก็นเพชร ฯลฯ	350 องศา
gr12	มีความต้านทานการกัดกร่อนต่อสารออกซิไดซ์และตัวกลางรีดิวซ์ได้ดีกว่า แต่ด้อยกว่า gr7 มีความแข็งแรงเท่ากับ gr3 และมีความแข็งแรงของอุณหภูมิปานกลางที่สูงกว่า	สามารถใช้แทน gr7 เป็นส่วนประกอบการกัดกร่อนตามรอยแยก และยังสามารถใช้เป็นออกไซด์ที่มีค่า PH ต่ำซึ่งไม่ทนต่อการกัดกร่อนโดยไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูงขึ้น และส่วนประกอบอุปกรณ์แรงดันของสารละลายกรดรีดิวซ์เจือจาง	350 องศา
gr5	มีประสิทธิภาพการทำงานที่ครอบคลุมดีเยี่ยมและประสิทธิภาพของกระบวนการที่ดี มีความเหนียวพิเศษที่ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับวิธีการประมวลผลแรงดันต่างๆ สำหรับการขึ้นรูป และวิธีการต่างๆ สำหรับการเชื่อม	ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่เป็นของแข็งและชิ้นส่วนที่ไม่เป็นรอย ฯลฯ ซึ่งอยู่ภายใต้ความเครียดที่มากขึ้น	400 องศา

3. ขอบเขตการใช้งานของวัสดุไททาเนียม

3.1 ไทเทเนียมสามารถใช้ได้กับสื่อต่อไปนี้

3.1.1 กรดไนตริก กรดโครมิก และตัวกลางออกซิไดซ์อื่น ๆ กรดอะซิติก กรดเทเรฟทาลิกและกรดอินทรีย์อื่น ๆ ส่วนใหญ่ ยูเรีย น้ำทะเล สารละลายเกลือ คลอรีนไอออนที่ประกอบด้วยโบรมีนไอออน คลอรีนเปียก ด่างเจือจาง โอเลฟินส์ และผลิตภัณฑ์น้ำมัน

3.1.2 วัสดุไททาเนียมมีการกัดกร่อนในตัวกลางต่อไปนี้ แต่สามารถใช้ตัวยับยั้งการกัดกร่อนหรือโลหะผสมไททาเนียมที่ทนต่อการกัดกร่อนได้

3.1.3 Hydrochloric acid, sulfuric acid, high temperature 65% nitric acid, phosphoric acid, high temperature high concentration citric acid, oxalic acid, gluconic acid, >กรดฟอร์มิก 10 เปอร์เซ็นต์ สารละลายอัลคาไลน์

3.2 ไททาเนียมไม่สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมต่อไปนี้

3.2.1 fuming nitric acid with concentration >98% or containing >ไนโตรเจนไดออกไซด์อิสระ 6 เปอร์เซ็นต์จะต้องหลีกเลี่ยงการระเบิดตามธรรมชาติ (แม้ว่าจะไม่มีปรากฏการณ์การเผาไหม้ในการทดสอบคูปองภาคสนามก็ตาม)

3.2.2 ก๊าซคลอรีนแห้งที่มีปริมาณน้ำ (0.1 เปอร์เซ็นต์ ~0.3 เปอร์เซ็นต์ ) ในก๊าซคลอรีน (เช่น ก๊าซคลอรีนในถังเหล็กในประเทศ เนื่องจากปฏิกิริยารุนแรงระหว่างไททาเนียมและคลอรีนแห้ง ก๊าซไททาเนียมเตตระคลอไรด์ถูกสร้างขึ้นความร้อนจำนวนมากถูกปล่อยออกมาและมีความเสี่ยงที่จะติดไฟ) เมื่อหมุนด้วยความเร็วสูง ปริมาณน้ำของก๊าซคลอรีนแห้งควรเพิ่มขึ้นเป็น 1.5 เปอร์เซ็นต์

3.2.3 ออกซิเจนเหลวและสารละลายในน้ำที่มีความดันบางส่วนของออกซิเจนสูง เนื่องจากไททาเนียมมีความไวต่อการกระแทกในออกซิเจนเหลว หากไททาเนียมมีพื้นผิวที่สดชื่น ไททาเนียมจะจุดไฟได้เองที่แรงดัน 0.35 เมกะปาสกาลและอุณหภูมิห้อง สำหรับสารกัดกร่อนที่มีไฮโดรเจน นอกเหนือจากการพิจารณาการกัดกร่อนของตัวกลางแล้ว ควรให้ความสนใจอย่างเต็มที่กับอันตรายของไฮโดรเจนที่มีต่อไททาเนียม ต้องใช้อุปกรณ์ไททาเนียมเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษทางเหล็ก มันสำคัญมากที่จะหลีกเลี่ยงการเติมไฮโดรเจนของไททาเนียม

3.2.4 It cannot be used in the environment of hydrofluoric acid, fluoride, acetic anhydride, hydroformylation liquid, concentrated alkali, phosphoric acid, oxalic acid, non-aerated boiling formic acid, etc.; in N2O4, liquid oxygen, >30 เปอร์เซ็นต์ H2O2, เมทานอลที่มีเฮไลด์, H2 รวมทั้ง<2% water at="" 315°c above,="" liquid="" bromine="" and="" other="" environments are="" strictly="">

การเปรียบเทียบอายุการใช้งานของวัสดุอุปกรณ์ต่างๆ

ช่องทางการสมัคร	อุปกรณ์	วัสดุและอายุการใช้งาน	วัสดุไททาเนียมและอายุการใช้งาน	เพิ่มอายุการใช้งานหลังจากใช้ไททาเนียม
คลออัลคาไล	คูลเลอร์คลอรีนเปียก	กราไฟท์ 3~6เดือน	ไททาเนียมบริสุทธิ์ใช้มานานกว่า 10 ปี	20
โซดาแอช	คูลเลอร์ภายนอก	เหล็กกล้าคาร์บอน.6~24เดือน	กว่า 15 ปี	7.5
โลหะวิทยา	แผ่นขั้วลบด้วยไฟฟ้า	ทองแดง 1~3ปี	ไทเทเนียมบริสุทธิ์กว่า 10 ปี	3.3
ร้านขายยา	เครื่องระเหย	เคลือบฟัน 3 ปี	ไทเทเนียมบริสุทธิ์กว่า 14 ปี	4.7
ร้านขายยา	เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน	ท่อตะกั่ว2เดือน	ไททาเนียมมากกว่า7ปี	4.2
การทำเกลือ	ห้องทำความร้อน	เหล็กกล้าคาร์บอน 8 เดือน	ไททาเนียมมากกว่า 10 ปี	15
อุตสาหกรรมเคมี	หอออกซิเดชันกรดอะซิติก	สแตนเลส 1 เดือน	ไททาเนียมบริสุทธิ์กว่า 10 ปี	120
การกลายเป็นหิน	หอแก้ไขกรดอะซิติก	Mo2Ti1.5, 2 ปี	ไทเทเนียมเป็นเวลา 15 ปี	7.5

คู่ของ: การประยุกต์ใช้ไทเทเนียมในอุตสาหกรรมการทหาร

ถัดไป: สถานะการใช้งานของไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์

ข่าวสารอุตสาหกรรม

การใช้อุปกรณ์เคมีไททาเนียม