কিভাবে হাইড্রোজেন এমব্রিটলমেন্ট গুরুতর ক্ষয়কারী অবস্থার অধীনে টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের ভঙ্গুর ফাটল সৃষ্টি করে
টাইটানিয়াম নিমজ্জন উনান ক্লোরাইড সমৃদ্ধ অম্লীয় রাসায়নিক সমাধান গরম করার জন্য ব্যাপকভাবে বিশ্বস্ত। বেশিরভাগ প্রকৌশল মূল্যায়ন টাইটানিয়ামের অসামান্য ক্লোরাইড-জারা প্রতিরোধকে হাইলাইট করে, যখন চরম অপারেটিং পরিবেশের অধীনে হাইড্রোজেন-অবস্থার ঝুঁকি খুব কমই উল্লেখ করে। যখন কম-পিএইচ, উচ্চ-ক্লোরাইড মিডিয়াতে স্থানীয় প্যাসিভ-ফিল্ম ব্রেকডাউন ঘটে, তখন ক্যাথোডিক হাইড্রোজেন বিবর্তন ঘটে। পারমাণবিক হাইড্রোজেন টাইটানিয়াম ধাতব ম্যাট্রিক্সে প্রবেশ করে এবং ভঙ্গুর টাইটানিয়াম হাইড্রাইড ফেজ গঠন করে। উপাদানের নমনীয়তা তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং যান্ত্রিক বা তাপীয় লোডের অধীনে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার ঘটতে পারে, এমনকি যদি হিটার পৃষ্ঠে ম্যাক্রোস্কোপিক ধাতু-বেধের ক্ষতি লক্ষ্য করা যায় না।
টাইটানিয়ামের হাইড্রোজেন ভ্রান্তি হাইড্রোজেন-পরমাণু পারমিয়েশন থেকে উদ্ভূত হয়। স্থানীয় টাইটানিয়াম-ডাই-অক্সাইড প্যাসিভ ফিল্ম অ্যাসিডিক ক্লোরাইড-যুক্ত তরলে ক্ষতিগ্রস্থ হলে, ক্ষয় প্রতিক্রিয়া ক্যাথোডিক সাইটগুলিতে পারমাণবিক হাইড্রোজেন তৈরি করে। হাইড্রোজেন গ্যাসের সাথে একত্রিত হয়ে পালিয়ে যাওয়ার পরিবর্তে, ক্ষুদ্র হাইড্রোজেন পরমাণুর অংশ টাইটানিয়াম জালির অভ্যন্তরে ছড়িয়ে পড়ে। ক্রমাগত হাইড্রোজেন গ্রহণের সাথে, ভঙ্গুর টাইটানিয়াম হাইড্রাইড ধাতব মাইক্রোস্ট্রাকচারের ভিতরে তৈরি হয়। এই হার্ড হাইড্রাইড পর্যায়গুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উপাদানের শক্ততা হ্রাস করে। বাইরের টাইটানিয়াম পৃষ্ঠ এখনও ধাতব চেহারা বজায় রাখতে পারে, তবুও অভ্যন্তরীণ মাইক্রোস্ট্রাকচার ইতিমধ্যে ভঙ্গুর হয়ে গেছে। পরবর্তী তাপীয় সম্প্রসারণ-সংকোচন বা সামান্য যান্ত্রিক শক হাইড্রাইড-সমৃদ্ধ অঞ্চলে ফাটল শুরু করতে পারে।
হাইড্রোজেন-জলপাত-প্ররোচিত ব্যর্থতার শক্তিশালী গোপন বৈশিষ্ট্য রয়েছে। হিটারের বাইরের পৃষ্ঠে কোনো সুস্পষ্ট অভিন্ন ধাতব দ্রবীভূতকরণ বা বড়-এরিয়া পিটিং নেই। হাইড্রাইড সমৃদ্ধকরণ এবং মাইক্রো-ক্র্যাক নেটওয়ার্কগুলি টিউব প্রাচীরের ভিতরে সমাহিত হয়। প্রারম্ভিক-পর্যায়ে উপাদানের অবনতি প্রচলিত প্রাচীর-বেধ পরিমাপ বা ভাসা ভাসা পরিদর্শন দ্বারা সনাক্ত করা যায় না। ফাটলগুলি সাধারণত গ্যাসকেটের নীচে ফাটলযুক্ত অঞ্চল থেকে শুরু হয়, স্ক্র্যাচ-ক্ষতিগ্রস্ত এলাকা এবং ঢালাই তাপ-আক্রান্ত বিভাগগুলি। দীর্ঘমেয়াদী হাইড্রোজেন জমা হওয়ার পর, সুস্পষ্ট পূর্ব-সতর্কতা ছাড়াই আকস্মিক ভঙ্গুর ফাটল দেখা দেয়, যার ফলে যন্ত্রপাতি ফুটো হয়ে যায় এবং অপ্রত্যাশিত উৎপাদন বন্ধ হয়ে যায়।
একাধিক ব্যবহারিক প্রকৌশল নিয়ম টাইটানিয়াম হাইড্রোজেন-জলবদ্ধতার ঝুঁকি প্রশমিত করতে পারে। হাইড্রোজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়া ঘটতে থাকে এমন অত্যন্ত নিম্ন-pH অ্যাসিডিক অবস্থার অধীনে দীর্ঘমেয়াদী পরিষেবা এড়িয়ে চলুন। অক্ষত প্যাসিভ-ফিল্ম সংরক্ষণ করতে হিটার ইনস্টলেশন এবং পরিচালনার সময় পৃষ্ঠের স্ক্র্যাচ এবং যান্ত্রিক ক্ষতি কমিয়ে দিন। হাইড্রোজেন-জেনারেশন অবস্থান হিসাবে কাজ করে এমন ফাটল-জারা সাইটগুলি কমাতে গ্যাসকেটের গঠন অপ্টিমাইজ করুন। সমালোচনামূলক নিম্ন-পিএইচ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, উন্নত হাইড্রোজেন-প্রতিরোধ কর্মক্ষমতা সহ প্যালাডিয়াম-স্থিতিশীল টাইটানিয়াম গ্রেড গ্রহণ করুন। রক্ষণাবেক্ষণের সময়, প্রাথমিক পর্যায়ে মাইক্রো-ক্র্যাক আবিষ্কারের জন্য ফাটল এবং স্ক্র্যাচ-ক্ষতিগ্রস্ত অঞ্চলগুলিতে বিচ্ছিন্নকরণ পরিদর্শনে ফোকাস করুন।
|
হিটারের ধরন |
হাইড্রোজেন-অবস্থান অবক্ষয়ের ঝুঁকি |
কোর ডিগ্রেডেশন মেকানিজম |
সাধারণ ক্র্যাক-ইনিশিয়েশন পজিশন |
মূল প্রতিরক্ষামূলক প্রকৌশল ব্যবস্থা |
|---|---|---|---|---|
|
টাইটানিয়াম |
মাঝারি-উচ্চ |
ক্ষয়-উত্পাদিত পারমাণবিক হাইড্রোজেন ম্যাট্রিক্সে ছড়িয়ে পড়ে, ভঙ্গুর টাইটানিয়াম হাইড্রাইড তৈরি করে এবং অভ্যন্তরীণ ভঙ্গুরতা শুরু করে |
গ্যাসকেটের নিচে ফাটল, পৃষ্ঠের স্ক্র্যাচ জোন এবং ঢালাই তাপ-আক্রান্ত অঞ্চল |
অত্যন্ত নিম্ন-পিএইচ পরিষেবার অবস্থা সীমাবদ্ধ করুন + পৃষ্ঠের প্যাসিভ-ফিল্ম যান্ত্রিক ক্ষতি প্রতিরোধ করুন |
|
316 স্টেইনলেস স্টীল |
মাঝারি |
হাইড্রোজেন পারমিয়েশন ফাটল বিস্তারে সহায়তা করতে পারে যখন SCC বা পিটিং ইতিমধ্যেই বিদ্যমান থাকে |
স্ট্রেস-জারা ফাটলগুলির পিট বটম এবং ডগা অবস্থান |
কাজের সিস্টেমের ভিতরে ক্লোরাইড সামগ্রী এবং প্রসার্য চাপ নিয়ন্ত্রণ করুন |
|
পিএফএ-জ্যাকেট পরা |
নগণ্য |
পলিমার বাধা ব্লক মাঝারি যোগাযোগ; হাইড্রোজেন-সম্পর্কিত ঝুঁকি শুধুমাত্র আবরণ ফেটে যাওয়ার পরে ঘটে |
আবরণ ব্যর্থতা পয়েন্ট নীচে অভ্যন্তরীণ ধাতব স্তর |
বাইরের PFA খাপের যান্ত্রিক স্ক্র্যাচ এবং অনুপ্রবেশের ক্ষতি এড়িয়ে চলুন |
|
ফিউজড কোয়ার্টজ |
নগণ্য |
অধাতু সিলিকা উপাদান হাইড্রাইড ভঙ্গুর ফেজ গঠন করতে পারমাণবিক হাইড্রোজেন শোষণ করবে না |
‑ |
তাপ-শক এবং যান্ত্রিক প্রভাব ফ্র্যাকচার থেকে রক্ষা করুন |
সংক্ষেপে বলা যায়, হাইড্রোজেন ক্লোরাইড কঠোর অ্যাসিডিক-ক্লোরাইড অপারেটিং অবস্থার অধীনে টাইটানিয়াম নিমজ্জন হিটারের জন্য একটি অ-স্পষ্ট ব্যর্থতার হুমকি। সারফেস-অক্ষত টাইটানিয়াম টিউব অভ্যন্তরীণ হাইড্রাইড পর্যায়গুলি জমা করতে পারে এবং ধীরে ধীরে শক্ততা হারাতে পারে। ক্ষয়কারী রাসায়নিক-প্রসেসিং সিস্টেমের মধ্যে টাইটানিয়াম হিটিং অ্যাসেম্বলিগুলির আকস্মিক ভঙ্গুর-ফ্র্যাকচারের ঘটনা রোধ করার জন্য চরম নিম্ন-pH কাজের পরিবেশকে সীমাবদ্ধ করা, প্যাসিভ-ফিল্ম অখণ্ডতা রক্ষা করা এবং ফাটল-প্রবণ অবস্থানে লক্ষ্যযুক্ত পরিদর্শন হল অপরিহার্য পন্থা।
