তুলনা যে কাগজে সিদ্ধান্তমূলক দেখায়
250 g/L ক্রোমিক অ্যাসিড সহ 55-60 ডিগ্রিতে একটি হার্ড ক্রোম প্লেটিং লাইনের জন্য 40 কিলোওয়াট গরম করার ক্ষমতা প্রয়োজন। 1,200 W/m²·K এর সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ এবং 25 ডিগ্রির একটি লগ গড় তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে এই দায়িত্বের জন্য একটি টাইটানিয়াম হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য প্রায় 4 m² পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রয়োজন। একই ডিউটির জন্য একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য 200 W/m²·K এবং একই তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে প্রায় 18 m² পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রয়োজন।
টাইটানিয়াম ইউনিটটি কেনার সময় 4.5 গুণ ছোট এবং মোটামুটি 40% কম ব্যয়বহুল। কাগজের তুলনা টাইটানিয়ামের পক্ষে, এবং এই ভিত্তিতেই টাইটানিয়াম ইউনিটগুলি প্রায়শই ক্রোম প্লেটিং পরিষেবাতে নির্দিষ্ট করা হয়।
তুলনাটি এই সত্যটি মিস করে যে টাইটানিয়াম গরম ক্রোমিক অ্যাসিডে ক্ষয় হয়। ক্ষয়ের হার অ্যাসিডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা এবং ফ্লোরাইড দূষণের উপস্থিতির উপর নির্ভর করে। 250 g/L ক্রোমিক অ্যাসিড এবং 60 ডিগ্রিতে, ফ্লোরাইডের অনুপস্থিতিতে প্রতি বছর টাইটানিয়াম ক্ষয় হার প্রায় 0.05-0.15 মিমি। ট্রেস ফ্লোরাইডের উপস্থিতিতে, যা ক্রোম প্লেটিং স্নানে সাধারণ, ক্ষয়ের হার প্রতি বছর 0.3-0.8 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়।
একটি টাইটানিয়াম হিট এক্সচেঞ্জার টিউব একটি 0.9 মিমি প্রাচীরের পুরুত্ব এবং একটি 0.5 মিমি ন্যূনতম অনুমোদিত বেধের 0.4 মিমি জারা ভাতা রয়েছে। প্রতি বছর 0.5 মিমি জারা হারে, টিউবটি এক বছরেরও কম সময়ের মধ্যে সর্বনিম্ন বেধে পৌঁছে যায়। ইউনিট প্রতিস্থাপন বা প্রতি বছর retubed করা আবশ্যক.
জারা প্রক্রিয়া যা টাইটানিয়াম পরিষেবা জীবনকে সীমাবদ্ধ করে
টাইটানিয়ামের জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা একটি প্যাসিভ অক্সাইড ফিল্মের উপর নির্ভর করে যা পৃষ্ঠে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি হয়। ফিল্মটি নিরপেক্ষ এবং হালকাভাবে অক্সিডাইজিং দ্রবণে স্থিতিশীল, এবং এই কারণেই টাইটানিয়াম সমুদ্রের জলে এবং অনেক রাসায়নিক পরিবেশে ভাল কাজ করে।
গরম ক্রোমিক অ্যাসিডে, প্যাসিভ ফিল্মটি উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ অ্যাসিড ঘনত্ব এবং হেক্সাভ্যালেন্ট ক্রোমিয়ামের শক্তিশালী অক্সিডাইজিং সম্ভাবনার সংমিশ্রণ দ্বারা আক্রান্ত হয়। ফিল্মটি স্থানীয়ভাবে ভেঙে যায় এবং অন্তর্নিহিত টাইটানিয়াম ক্ষয় হয়ে যায়। ক্ষয় সাধারণত টিউবের প্রান্তে শুরু হয়, যেখানে প্রবাহের বেগ কম এবং তাপমাত্রা বেশি, এবং টিউব-থেকে-টিউব শিট জয়েন্টগুলিতে, যেখানে ফাটল জ্যামিতি ক্ষয়কারী প্রজাতিকে কেন্দ্রীভূত করে।
ফ্লোরাইডের উপস্থিতি নাটকীয়ভাবে ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে। ফ্লোরাইড আয়ন টাইটানিয়াম অক্সাইড ফিল্মকে সরাসরি আক্রমণ করে এবং এটিকে সংস্কার করা থেকে বাধা দেয়। এমনকি প্রতি মিলিয়ন ফ্লোরাইডের কয়েকটি অংশ ক্ষয়ের হারকে পাঁচ থেকে দশের ফ্যাক্টর দ্বারা বৃদ্ধি করতে পারে। ক্রোম প্লেটিং স্নানে প্রায়শই ক্রোমিক অ্যাসিড কাঁচামাল বা জল সরবরাহ থেকে ট্রেস ফ্লোরাইড থাকে এবং সময়ের সাথে সাথে স্নানের মধ্যে ফ্লোরাইড জমা হয়।
কেন PTFE পরিষেবা জীবন জারা দ্বারা সীমাবদ্ধ নয়
PTFE ক্রোমিক অ্যাসিডে ক্ষয় হয় না। কার্বন-ফ্লোরিন বন্ধন 200 ডিগ্রির নিচে তাপমাত্রায় অ্যাসিড দ্বারা আক্রান্ত হয় না, এবং পলিমার গঠন রাসায়নিক পরিবেশের দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত হয় না। গরম ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের পরিষেবা জীবন যান্ত্রিক কারণগুলির দ্বারা নির্ধারিত হয়: তাপীয় সাইক্লিং, টিউব শীট স্ট্রেস এবং রক্ষণাবেক্ষণের সময় যান্ত্রিক ক্ষতি।
একটি সঠিকভাবে ডিজাইন করা PTFE হিট এক্সচেঞ্জার একটি ভাসমান টিউব শীট, উচ্চ-পুনরুদ্ধার গ্যাসকেট এবং পর্যাপ্ত সাপোর্ট স্পেসিং হট ক্রোমিক অ্যাসিডে 8-12 বছরের পরিষেবা প্রদান করতে পারে। টিউবের প্রাচীরের বেধ সময়ের সাথে সাথে হ্রাস পায় না কারণ সেখানে কোন ক্ষয় নেই। gaskets এবং সীল 3-5 বছরের ব্যবধানে প্রতিস্থাপন প্রয়োজন হতে পারে, কিন্তু টিউব বান্ডিল নিজেই অক্ষত থাকে।
জারা অনুপস্থিতি মানে তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা সময়ের সাথে ক্ষয় হয় না। টিউব প্রাচীর মসৃণ এবং পরিষ্কার থাকে, এবং তাপ স্থানান্তর সহগ তার আসল মানতে থাকে। এটি টাইটানিয়ামের বিপরীতে, যেখানে জারা পণ্য এবং রুক্ষ পৃষ্ঠ সময়ের সাথে সাথে তাপ স্থানান্তর কর্মক্ষমতা হ্রাস করে।
পাঁচ বছর ধরে টেকসই কর্মক্ষমতা তুলনা করা
নিম্নোক্ত সারণীটি পাঁচ-বছর মেয়াদে 250 গ্রাম/এল ক্রোমিক অ্যাসিড এবং 5 পিপিএম ফ্লোরাইড সহ 60 ডিগ্রিতে হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে টাইটানিয়াম এবং PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির স্থায়ী তাপ আউটপুট এবং ক্রমবর্ধমান খরচের সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়৷
| বছর | টাইটানিয়াম সারফেস এরিয়া | টাইটানিয়াম সামগ্রিক সহগ | টাইটানিয়াম তাপ আউটপুট | PTFE সারফেস এরিয়া | PTFE সামগ্রিক সহগ | PTFE তাপ আউটপুট |
|---|---|---|---|---|---|---|
| বছর 0 (নতুন) | 4 m² | 1,200 W/m²·K | 40 কিলোওয়াট | 18 m² | 200 W/m²·K | 40 কিলোওয়াট |
| সাল 1 | 4 m² | 900 W/m²·K | 30 কিলোওয়াট | 18 m² | 200 W/m²·K | 40 কিলোওয়াট |
| বছর 2 (রিটিউবড) | 4 m² | 1,100 W/m²·K | 37 কিলোওয়াট | 18 m² | 198 W/m²·K | 39.6 কিলোওয়াট |
| সাল 3 | 4 m² | 850 W/m²·K | 28 কিলোওয়াট | 18 m² | 196 W/m²·K | 39.2 কিলোওয়াট |
| বছর 4 (পুনরুদ্ধার করা) | 4 m² | 1,100 W/m²·K | 37 কিলোওয়াট | 18 m² | 194 W/m²·K | 38.8 কিলোওয়াট |
| সাল 5 | 4 m² | 800 W/m²·K | 27 কিলোওয়াট | 18 m² | 192 W/m²·K | 38.4 কিলোওয়াট |
রিটিউবিং ইভেন্টগুলির মধ্যে টাইটানিয়াম তাপ আউটপুট হ্রাস পায় কারণ জারা টিউব পৃষ্ঠকে রুক্ষ করে এবং জারা পণ্যগুলি তাপ স্থানান্তর সহগকে হ্রাস করে। PTFE তাপ আউটপুট সামান্য হ্রাস পায় কারণ টিউব পৃষ্ঠ পরিষ্কার থাকে এবং একমাত্র অবক্ষয় প্রক্রিয়া হল PTFE-এর নিরাকার অঞ্চলে ক্রোমিক অ্যাসিডের ধীর প্রসারণ।
5 বছর নাগাদ, টাইটানিয়াম ইউনিট 27 কিলোওয়াট সরবরাহ করছে, যা 40 কিলোওয়াট প্রয়োজনের নিচে। PTFE ইউনিট 38.4 কিলোওয়াট সরবরাহ করছে, যা মূল আউটপুটের 4% এর মধ্যে। প্রয়োজনীয় তাপ আউটপুট বজায় রাখার জন্য টাইটানিয়াম ইউনিটকে আরও ঘন ঘন রিটিউব বা প্রতিস্থাপন করতে হবে।
পাঁচ বছরে খরচের তুলনা
নিম্নোক্ত সারণীটি টাইটানিয়াম এবং PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য 40 কিলোওয়াট হিট লোড এবং প্রতি ঘন্টায় $600 এর উৎপাদন মূল্য সহ হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে পাঁচ বছরের খরচ সংক্ষিপ্ত করে৷
| খরচ উপাদান | টাইটানিয়াম হিট এক্সচেঞ্জার | PTFE তাপ এক্সচেঞ্জার | পার্থক্য |
|---|---|---|---|
| প্রাথমিক ক্রয় মূল্য | $16,000 | $27,000 | PTFE এর জন্য +$11,000 |
| ইনস্টলেশন খরচ | $2,500 | $3,000 | PTFE এর জন্য +$500 |
| রিটিউবিং খরচ (বছর 2 এবং বছর 4) | $16,000 | $0 | -PTFE-এর জন্য $16,000৷ |
| গ্যাসকেট প্রতিস্থাপন | $1,000 | $2,400 | PTFE এর জন্য +$1,400 |
| রক্ষণাবেক্ষণ শ্রম | $6,000 | $3,000 | -PTFE-এর জন্য $3,000৷ |
| হ্রাস তাপ আউটপুট থেকে উত্পাদন ক্ষতি | $18,000 | $2,000 | -PTFE-এর জন্য $16,000৷ |
| পাঁচ-বছরের মোট খরচ | $59,500 | $37,400 | -PTFE-এর জন্য $22,100৷ |
PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য পাঁচ-বছরের মোট খরচ টাইটানিয়াম ইউনিটের তুলনায় প্রায় 37% কম৷ সঞ্চয় এড়ানো রিটিউবিং খরচ এবং টেকসই তাপ আউটপুট থেকে হ্রাস উৎপাদন ক্ষতি থেকে আসে।
যখন টাইটানিয়াম এখনও ন্যায়সঙ্গত হতে পারে
কর্মক্ষমতা তুলনা হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে PTFE-এর পক্ষে, তবে এমন শর্ত রয়েছে যেখানে টাইটানিয়াম এখনও ন্যায়সঙ্গত হতে পারে।
কম তাপমাত্রায় খুব পাতলা ক্রোমিক অ্যাসিড।50 g/L ক্রোমিক অ্যাসিড এবং 30 ডিগ্রিতে, টাইটানিয়াম জারা হার নগণ্য, এবং টাইটানিয়াম ইউনিট 10-15 বছর স্থায়ী হতে পারে। এই ক্ষেত্রে, টাইটানিয়ামের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা এবং মূলধন খরচ হ্রাস করে।
ফ্লোরাইড-বিনামূল্যে স্নান।স্নানের ক্ষেত্রে যেখানে ফ্লোরাইডের ঘনত্ব নির্ভরযোগ্যভাবে 1 পিপিএম-এর নিচে, টাইটানিয়াম ক্ষয় হার কম, এবং পরিষেবা জীবন বাড়ানো হয়। ফ্লোরাইডের ঘনত্ব অবশ্যই থ্রেশহোল্ডের নীচে থাকে তা নিশ্চিত করার জন্য ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ করতে হবে।
স্থান সীমাবদ্ধ ইনস্টলেশন-টাইটানিয়ামের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা মানে হল যে একটি টাইটানিয়াম তাপ এক্সচেঞ্জার একই তাপ লোডের জন্য কম পৃষ্ঠ এলাকা প্রয়োজন। ইনস্টলেশন যেখানে স্থান গুরুতরভাবে সীমিত, ছোট টাইটানিয়াম ইউনিট একমাত্র বিকল্প হতে পারে।
উচ্চ-চাপের পরিষেবা।টাইটানিয়ামের PTFE এর তুলনায় উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি রয়েছে এবং উচ্চ চাপ সহ্য করতে পারে। 10 বারের উপরে চাপে ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য, টাইটানিয়াম একমাত্র কার্যকর বিকল্প হতে পারে।
ডিজাইন এবং অপারেটিং অনুশীলন যা টাইটানিয়াম পরিষেবা জীবন প্রসারিত করে
যদি টাইটানিয়াম গরম ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য নির্বাচন করা হয়, তবে বেশ কয়েকটি নকশা এবং অপারেটিং অনুশীলন পরিষেবার জীবনকে প্রসারিত করতে পারে।
ফ্লোরাইড নিয়ন্ত্রণ।1 পিপিএম-এর নিচে ফ্লোরাইডের ঘনত্ব বজায় রাখলে ক্ষয়ের হার নাটকীয়ভাবে কমে যায়। একটি আয়ন বিনিময় বা বৃষ্টিপাতের ব্যবস্থা স্নান থেকে ফ্লোরাইড অপসারণ করতে পারে।
তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ।সর্বনিম্ন তাপমাত্রায় কাজ করা যা গ্রহণযোগ্য কলাই গুণমান প্রদান করে ক্ষয় হার হ্রাস করে। 5-10 ডিগ্রী হ্রাস পরিষেবা জীবন 30-50% দ্বারা প্রসারিত করতে পারে।
ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ।নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে ক্রোমিক অ্যাসিডের ঘনত্ব বজায় রাখা ক্ষয় হার হ্রাস করে।
প্রবাহ বেগ নিয়ন্ত্রণ।টিউবগুলির মধ্য দিয়ে একটি মাঝারি প্রবাহ বেগ বজায় রাখা টিউব প্রান্তে ফাটল ক্ষয় হ্রাস করে। অত্যধিক বেগ ক্ষয়-ক্ষয়ের হার বাড়িয়ে দিতে পারে।
ক্যাথোডিক সুরক্ষা।স্যাক্রিফিসিয়াল অ্যানোড বা একটি প্রভাবিত বর্তমান ক্যাথোডিক সুরক্ষা ব্যবস্থা ক্ষয়ের হার কমাতে পারে, তবে ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে প্রয়োগটি জটিল এবং যত্নশীল নকশার প্রয়োজন।
নিয়মিত পরিদর্শন।নির্ধারিত ব্যবধানে অতিস্বনক বেধ পরিমাপ প্রাচীর পাতলা হওয়াকে ট্র্যাক করার অনুমতি দেয় এবং ব্যর্থ হওয়ার আগে রিটিউবিং নির্ধারিত হয়।
হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য নির্দিষ্টকরণ পরামিতি
হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবার জন্য টাইটানিয়াম এবং PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলীদের সরবরাহকারীর সাথে নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি নিশ্চিত করা উচিত।
ক্রোমিক অ্যাসিড ঘনত্ব।সর্বাধিক ঘনত্ব এবং প্রত্যাশিত পরিসীমা নির্দিষ্ট করুন।
অপারেটিং তাপমাত্রা।সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রা এবং প্রত্যাশিত তাপমাত্রা প্রোফাইল নির্দিষ্ট করুন।
ফ্লোরাইড ঘনত্ব।সর্বাধিক ফ্লোরাইড ঘনত্ব এবং পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি উল্লেখ করুন।
তাপ লোড এবং পৃষ্ঠ এলাকা.প্রতিটি উপাদান বিকল্পের জন্য তাপ লোড এবং প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠ এলাকা নির্দিষ্ট করুন।
জারা ভাতা।টাইটানিয়াম ইউনিটের জন্য জারা ভাতা এবং PTFE ইউনিটের জন্য প্রাচীরের বেধ উল্লেখ করুন।
রক্ষণাবেক্ষণ অ্যাক্সেস.নিশ্চিত করুন যে হিট এক্সচেঞ্জারটি অতিরিক্ত ডাউনটাইম ছাড়াই পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণ করা যেতে পারে।
উৎপাদন মূল্য এবং ডাউনটাইম খরচ।উৎপাদন মূল্য এবং ডাউনটাইম খরচ প্রদান করুন যাতে মালিকানা বিশ্লেষণের মোট খরচ সুবিধা অনুযায়ী করা যায়।
অপ্রয়োজনীয় বিধান।অপ্রয়োজনীয় তাপ এক্সচেঞ্জার ক্ষমতা প্রদান করা হয় কিনা তা উল্লেখ করুন।
প্রকৃত পরিষেবার শর্তগুলির সাথে উপাদান নির্বাচনের মিল
হট ক্রোমিক অ্যাসিড পরিষেবাতে টাইটানিয়াম এবং PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির মধ্যে পারফরম্যান্সের তুলনা অ্যাসিডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা, ফ্লোরাইডের ঘনত্ব এবং উত্পাদন মূল্যের উপর নির্ভর করে। টাইটানিয়ামের একটি উচ্চতর প্রাথমিক তাপ স্থানান্তর গুণাঙ্ক রয়েছে তবে একটি সীমাবদ্ধ পরিষেবা জীবন যা ফ্লোরাইড দূষণ দ্বারা সংক্ষিপ্ত হয়। PTFE-এর একটি নিম্ন তাপ স্থানান্তর গুণাঙ্ক রয়েছে কিন্তু ক্রোমিক অ্যাসিড অনির্দিষ্টকালের জন্য প্রতিরোধ করে এবং পরিষেবা জীবন ধরে এর কার্যকারিতা বজায় রাখে।
নির্বাচনের সিদ্ধান্ত একটি সুবিধার উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত-নির্দিষ্ট বিশ্লেষণ যা ক্ষয় হার, প্রতিস্থাপনের ফ্রিকোয়েন্সি, রক্ষণাবেক্ষণের খরচ এবং উৎপাদন ক্ষতির এক্সপোজারকে অন্তর্ভুক্ত করে। এই খরচের উপাদানগুলির সাথে একটি সাধারণ স্প্রেডশীট মডেল সিদ্ধান্ত নেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় তথ্য প্রদান করে।
হার্ড ক্রোম প্লেটিং লাইনের জন্য হিট এক্সচেঞ্জার বিকল্পগুলি মূল্যায়ন করে, উপাদান নির্বাচন প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবনের উপর মালিকানার মোট খরচের উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত, শুধুমাত্র ক্রয় মূল্য বা তাপীয় কার্যকারিতা নয়। একটি কম ক্রয় মূল্য সহ একটি টাইটানিয়াম ইউনিটের জীবনকালের খরচ বেশি হতে পারে যদি এটি ঘন ঘন রিটিউবিংয়ের প্রয়োজন হয় এবং তাপ উৎপাদন হ্রাস পায়।
হট ক্রোমিক অ্যাসিড বা অন্যান্য ক্ষয়কারী পরিষেবার জন্য PTFE হিট এক্সচেঞ্জার স্পেসিফিকেশনের মূল্যায়নকারী সরঞ্জাম প্রকৌশলী এবং সংগ্রহ বিশেষজ্ঞরা অ্যাসিডের ঘনত্ব, তাপমাত্রা, ফ্লোরাইডের ঘনত্ব, ক্ষয় ভাতা, রক্ষণাবেক্ষণের বিধান, এবং আজীবন খরচ বিশ্লেষণের জন্য একটি নকশা পর্যালোচনার জন্য অনুরোধ করতে পারেন যাতে উপাদান নির্বাচন এবং প্রকৃত পরিষেবার কাঠামোর অবস্থার মূল্যের সাথে মিল রয়েছে।
