بخاری های غوطه وری کوارتز ذوب شده در مخازن رنگرزی با قلیائیت بالا-و واحدهای گرمایش پردازش نساجی و سیستم های تولید دسته ای قلیایی استفاده می شوند. کوارتز به طور کلی از نظر شیمیایی در شرایط قلیایی متوسط پایدار در نظر گرفته می شود. با این حال، در محیطهای قلیایی قوی با گرم کردن و سرد کردن مکرر، سیلیس میتواند به آرامی با یونهای هیدروکسید واکنش داده و لایههای ژل سیلیکات قلیایی{3}} را تشکیل دهد. این لایه ژل دارای خواص مکانیکی متفاوتی از کوارتز خالص است. تحت چرخه حرارتی، منبسط می شود، منقبض می شود و تنش سطحی ایجاد می کند که منجر به ترک خوردگی لایه لایه پنهان می شود. آزمایشهای کوتاه مدت غوطهوری قلیایی نمیتوانند این حالت شکست ناشی از ژل-را بازتولید کنند.
هنگامی که کوارتز ذوب شده با محلول قلیایی قوی تماس می گیرد، سطح سیلیس به تدریج با یون های OH- واکنش می دهد و گونه های سیلیکات محلول را تشکیل می دهد. تحت حرارت و تبخیر، این گونه ها می توانند تجمع کرده و به ژل سیلیکات قلیایی- تبدیل شوند. لایه ژل متخلخل، هیدراته و از نظر مکانیکی ضعیف تر از کوارتز اصلی است. در طول خنک شدن، ژل آب را از دست می دهد و منقبض می شود و در سطح مشترک، تنش کششی ایجاد می کند. چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر باعث ایجاد تنش تجمعی می شود که منجر به لایه برداری زیرسطحی و تشکیل ترک های کوچک می شود. سطح کوارتز ممکن است همچنان صاف به نظر برسد و تشخیص آسیب اولیه را دشوار می کند.
در عملیات اولیه، اپراتورها ممکن است بقایای لغزنده ضعیف یا مه خفیف را روی سطح کوارتز مشاهده کنند. پس از تمیز کردن، لوله شفاف به نظر می رسد. با این حال، لایه لایه شدن ناشی از ژل از قبل در زیر سطح وجود دارد. هنگامی که شوک حرارتی یا ارتعاش مکانیکی رخ می دهد، تنش در امتداد این لایه های ضعیف متمرکز می شود. ترک ها به سرعت در دیواره لوله منتشر می شوند و باعث پارگی ناگهانی کوارتز، آلودگی دسته ای و توقف تولید می شوند. تجزیه و تحلیل شکست پست اغلب شکستگی را به اچ کردن قلیایی ساده نسبت می دهد، بدون توجه به اثر تنش لایه ژل-.
راه حل های مهندسی موثر ترک خوردگی ژل سیلیکات قلیایی{0}}را کاهش می دهند. برای جلوگیری از قلیایی بودن بیش از حد در نزدیکی سطح کوارتز، pH فرآیند را بهینه کنید. زمان خیساندن در دمای بالا را در شرایط قلیایی قوی کاهش دهید. تمیز کردن دوره ای اسیدی را برای حذف لایه های ژل سیلیکات انباشته انجام دهید. در طول تعمیر و نگهداری، بازرسی لایه لایه نوری با حساسیت بالا-را انجام دهید.
表格
| نوع بخاری | خطر ترک خوردگی لایه لایه شدن ژل سیلیکات قلیایی{0} | مکانیسم تخریب هسته | ویژگی تشخیصی-مرحله اولیه | اقدامات مهندسی کاهش کلیدی |
|---|---|---|---|---|
| کوارتز ذوب شده | متوسط-بالا | سیلیس با قلیایی واکنش می دهد و ژل سیلیکات هیدراته تشکیل می دهد. چرخه حرارتی باعث ایجاد تنش سطحی و لایه برداری زیرسطحی می شود | بقایای لغزنده کم رنگ؛ مه خفیف؛ ظاهر شفاف لایه لایه شدن را پنهان می کند | بهینه سازی pH؛ کاهش زمان خیساندن قلیایی؛ تمیز کردن اسید دوره ای؛ بازرسی لایه لایه نوری |
| تیتانیوم | پایین | قلیایی قوی ممکن است به تدریج به فیلم TiO2 فقط در دمای بسیار بالا حمله کند. خطر کمتر از کوارتز است | تغییر رنگ قلیایی ناهموار در معرض قرار گرفتن طولانی مدت | pH و محدوده دمای عملیاتی را کنترل کنید |
| فولاد ضد زنگ 316 لیتر | متوسط | محیط قلیایی بالا خطر خوردگی عمومی را افزایش می دهد. در صورت وجود هالیدها، حفرهداری تسریع میشود | اکسیداسیون یکنواخت تیره یا آثار حکاکی | ناخالصی های قلیایی و هالید را به شدت کنترل کنید |
| PFA{0}}جلیقه شده | ناچیز | PFA در برابر حمله قلیایی مقاومت می کند. بدون مکانیسم لایه برداری ژل- | بدون ناهنجاری اولیه در شرایط عادی | تمیز کردن و شستشوی قلیایی معمولی |
نتیجه گیری:مقاومت قلیایی کوتاهمدت نمیتواند قابلیت اطمینان کوارتز را در سیستمهای دستهای با قلیائیت بالا- تضمین کند. ژل قلیایی{3}}سیلیکات تنش پنهان سطحی و ترک خوردگی لایه لایه ایجاد می کند. کنترل pH و حذف دوره ای ژل از اقدامات پیشگیرانه ضروری هستند.
