สายการชุบด้วยไฟฟ้า อุปกรณ์แยกเกลือออกจากน้ำทะเล และระบบอุณหภูมิคงที่ของน้ำเกลือ ต้องเผชิญกับการกัดกร่อนอย่างต่อเนื่องจากไอออนคลอไรด์ที่มีความเข้มข้นสูง- ท่อทำความร้อนที่ทำจากสเตนเลสสตีล 316 แบบทั่วไปจะทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการเจาะผนังหลังจากการแช่น้ำเป็นเวลานาน- ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการรั่วไหลและการหยุดการผลิตโดยไม่ได้วางแผน ท่อทำความร้อนไทเทเนียมเป็นส่วนประกอบการทำความร้อนที่ปรับแต่งตัวเลือกแรก-มานานแล้วสำหรับสภาพการทำงานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงเหล่านี้ ถึงกระนั้น ผู้ซื้อและช่างเทคนิคภาคสนามจำนวนมากยังตั้งคำถามว่าต้นทุนการซื้อที่สูงของไทเทเนียมจะสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจในระยะยาว-หรือไม่ ตลอดจนการระบุสถานการณ์ที่ไทเทเนียมไม่สามารถนำไปใช้ได้โดยสิ้นเชิง บทความนี้วิเคราะห์ข้อดีหลักของท่อทำความร้อนไททาเนียมและข้อจำกัดโดยธรรมชาติโดยพิจารณาจากลักษณะทางเคมีของวัสดุ ผลการใช้งานจริง และการเปรียบเทียบแนวนอนกับองค์ประกอบความร้อนกระแสหลักอีกสามองค์ประกอบ
ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของไททาเนียมคือ-ฟิล์มฟิล์มที่สร้างใหม่ได้เองและทนทานต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ เมื่อไทเทเนียมสัมผัสกับออกซิเจนในของเหลวหรืออากาศ ชั้นป้องกันไทเทเนียมไดออกไซด์ขนาดกะทัดรัดจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวทันที หากชั้นนี้มีรอยขีดข่วนระหว่างการติดตั้งหรือการทำงาน ชั้นจะสามารถงอกใหม่ได้อย่างรวดเร็วเพื่อปกป้องโลหะฐานจากสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ต่างจากเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ซึ่งเพียงชะลอการกัดกร่อนของคลอไรด์ด้วยโมลิบดีนัมที่เติมเข้าไป แต่ยังคงเกิดหลุมเป็นบ่ออย่างค่อยเป็นค่อยไปตลอดการใช้งานหลายเดือน ไทเทเนียมแทบจะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดเจือจาง น้ำเค็ม และคลอไรด์-ที่มีสารละลายชุบ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วป้องกันการแทรกซึมของท่อ นอกจากนี้ไทเทเนียมยังมีความหนาแน่นต่ำและมีความแข็งแรงเชิงกลสูง ท่อจะไม่เปลี่ยนรูปภายใต้แรงกระแทกของของเหลวเป็นเวลานานและความผันผวนของอุณหภูมิซ้ำๆ ทำให้โครงสร้างและประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่เปลี่ยนแปลง
表格
| ส่วนประกอบเครื่องทำความร้อน | ความต้านทานต่อคลอไรด์ | ความต้านทานด่างเข้มข้นแบบร้อน | อุณหภูมิในการทำงานระยะยาวสูงสุด- | การซ่อมแซมฟิล์มป้องกันด้วยตนเอง- | ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน- |
|---|---|---|---|---|---|
| ท่อไทเทเนียมบริสุทธิ์ | ชั้นบนสุด ไม่มีความเสียหายแบบเจาะหลุม | แย่ เสี่ยงต่อการกัดกร่อน | 770 องศา | ใช่ | ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูง ค่าติดตามผล-ต่ำ |
| ท่อเหล็กสแตนเลส 316 | อายุการใช้งานมีประสิทธิภาพแต่จำกัด | ความอดทนปานกลาง | 550 องศา | เลขที่ | ค่าใช้จ่ายโดยรวมต่ำ |
| หลอดควอทซ์ | เฉพาะกรด-เท่านั้น ไม่มีฟังก์ชันป้องกัน-คลอไรด์แบบกำหนดเป้าหมาย | สึกกร่อนอย่างรุนแรง | 1160 องศา | เลขที่ | ค่าใช้จ่ายในการทดแทนปานกลาง |
| เครื่องทำความร้อนหุ้ม PFA | ผลการแยกที่ดีเยี่ยม | ความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อน-รอบด้านที่แข็งแกร่ง | 240 องศา | สารเคลือบไม่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ | ต้นทุนรวมสูง-ปานกลาง |
ตารางเปรียบเทียบพิสูจน์ว่าท่อทำความร้อนไทเทเนียมมีความสามารถในการแข่งขันที่ไม่อาจทดแทนได้ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์-สมบูรณ์ โรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้าหลายแห่งเคยใช้ท่อสแตนเลส 316 และจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ทุกๆ 1-2 เดือน ส่งผลให้สิ้นเปลืองแรงงานในการถอดแยกชิ้นส่วนและหยุดการผลิตอย่างต่อเนื่อง การเปลี่ยนมาใช้ไทเทเนียมช่วยยืดอายุการใช้งานเป็นมากกว่าสามปี ลดการสูญเสียทางการเงินอย่างมากจากการหยุดทำงานของอุปกรณ์และการเปลี่ยนชิ้นส่วนบ่อยครั้ง นอกจากนี้ ไททาเนียมยังไม่ค่อยชะล้างไอออนของโลหะลงในของเหลวในการชุบ หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของสารเคลือบ และเพิ่มคุณภาพผิวสำเร็จและอัตราการผ่านของชิ้นงานที่ชุบ
ถึงกระนั้นก็ตาม ข้อเสียโดยธรรมชาติทำให้ท่อทำความร้อนไททาเนียมไม่สามารถนำไปใช้ในระดับสากลได้ การแช่สารละลายอัลคาไลเข้มข้นที่ให้ความร้อนเป็นเวลานาน-จะทำให้ฟิล์มทู่ที่พื้นผิวสลายตัวโดยสมบูรณ์โดยไม่ต้องมีการสร้างใหม่ ส่งผลให้เกิดการกัดเซาะผนังท่ออย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ การถลุงไทเทเนียมและการประมวลผลที่มีความแม่นยำยังต้องใช้งานฝีมือที่มีความซับซ้อน ส่งผลให้ราคาต่อหน่วยสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมมาก การใช้ท่อไทเทเนียมสำหรับการทำน้ำร้อนสะอาดธรรมดาและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย จะทำให้องค์กรต้องสิ้นเปลืองงบประมาณโดยไม่จำเป็น
โดยสรุป ท่อทำความร้อนไททาเนียมมีประสิทธิภาพเหนือกว่าองค์ประกอบความร้อนอื่นๆ ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม โดยมีไอออนคลอไรด์จำนวนมากและตัวกลางที่เป็นกรดเจือจาง เนื่องจากความต้านทานด่างต่ำและต้นทุนวัสดุที่สูงจำกัด จึงไม่สามารถทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนให้ความร้อนที่ป้องกันการกัดกร่อน-ขนาด-ได้{3}}สำหรับทุกอุตสาหกรรม องค์กรต่างๆ ควรจัดลำดับความสำคัญของท่อทำความร้อนไทเทเนียมสำหรับการบำบัดน้ำทะเล สารละลายชุบ และโครงการให้ความร้อนจากน้ำเกลือ สำหรับขั้นตอนการผลิตอื่นๆ ให้เลือกเครื่องทำความร้อนสแตนเลส ควอทซ์ หรือ PFA ให้สอดคล้องกับองค์ประกอบปานกลาง ความต้องการอุณหภูมิ และงบประมาณในการจัดซื้อ
