ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды титанового оборудования и особенности его использования в химических производствах из "Титановые конструкционные сплавы в химических производствах " Теплообменная и выпарная аппаратура. Основное количество титана (по массе) в химических производствах используется для изготовления теплообменной и выпарной аппаратуры и в первую очередь кожухотрубных теплообменников с поверхностью нагрева до 420 м и массой до 8 т. Обычно теплообменники выполняются целиком из титана. Если хладоагентом является вода, то для уменьшения расхода титана и снижения стоимости целесообразно делать корпуса теплообменников из углеродистой стали, а трубные решетки из биметалла сталь — титан. [c.245] На предприятиях химической промышленности пока еще очень мало применяются пластинчатые теплообменники, которые дешевле, легче и производительней кожухотрубных. В кожухотрубном теплообменнике расходуется 20 кг/м титана, в пластинчатом —8 кг/м . Производительность пластинчатого теплообменника 10 450—33 440 кДж/(м2-ч-К), что в 2,5—8 раз выше, чем у кожухотрубного [18]. При эксплуатации пластинчатых титановых теплообменников в установках выпаривания рассолов в производстве пищевой поваренной соли кроме того существенно упростились ремонт и обслуживание [571]. [c.245] Следует отметить, что за рубежом в гражданских отраслях промышленности титан расходуется главным образом на изготовление теплообменного оборудования самых различных типов и назначения. [c.245] Данные о высокой сопротивляемости титана коррозионноэрозионному износу при воздействии пульпы Na l (Т Ж=1 1) при температуре по крайней мере до 120 °С приведены в работах [324 575]. Скорость износа титановых образцов оказалась меньше 0,001 мм/год. Однако в некоторых случаях наличие завихрений в потоке вызывает быстрое разрушение образующейся пленки на поверхности титана. Это приводит к сильной кавитационной коррозии. Поэтому сварные швы должны быть гладкими и не иметь местных выступов [576], а в местах поворотов трубопроводов следует предусматривать при проектировании использование труб с более толстыми стенками. [c.246] Общая скорость теплопередачи зависит от сочетания ряда факторов. [c.247] Образование отложений на том или ином материале определяет так называемый фактор чистоты, который для титана в системе охлаждения конденсаторов равняется 90—95% Это более высокий коэффициент, чем у медных сплавов. Поверхность титана меньше подвержена обрастанию в морской воде, чем других металлов. Коэффициент теплопередачи медных сплавов снижается во времени из-за образования и роста пленки оксида меди, обладающей низким коэффициентом теплопроводности [577]. [c.247] Испытания в промышленной выпарной установке (температура рассола 120—67 °С, температура охлаждающей воды 45—25 °С) теплопередачи титановых трубчатых образцов со стенкой толщиной 0,3 мм показали, что через 5000 ч коэффициент теплопередачи уменьшился на 40% вследствие образования отложений в зоне нагрева (80—120 °С). Кислотная промывка труб в течение суток раствором с pH 3,0 полностью удалила отложения, и первоначальный коэффициент теплопередачи восстановился [367]. [c.247] Коммуникации из титана в основном применяются в хлорных производствах (более 50%). На многих отечественных заводах успешно эксплуатируются хлоропроводы влажного хлора диаметром 300—800 мм, длиной свыше 500 м. На некоторых заводах установлены напорные коллекторы промышленных стоков протяженностью 1000—2000 м. [c.248] В течение ряда лет применяли неоправданно толстостенные коммуникации из титана, что не вызывалось ни прочностными, ни коррозионными требованиями и приводило к повышенному его расходу. [c.248] Предполагают, что расход титана на коммуникации будет снижаться, имеются в виду минимальные (инженерно обоснованные) толщины проката. В связи с тем, что модуль Юнга у титана незначителен, при расчетах следует обращать внимание на возможный прогиб труб, а при монтаже — на крепление трубопроводов. [c.248] Применение титана в качестве конструкционного материала для центрифуг, подвергавшихся воздействию различных агрессивных реагентов, способствовало увеличению срока службы, объема и производительности, уменьшению их массы и улучшению разделения жидкости и различных твердых материалов — таких как кристаллы, волокна, аморфные материалы размером до 10 мкм [18]. [c.248] Для снижения расхода титана коммуникации рекомендуется изготавливать из неметаллических материалов с повышенной механической прочностью и высокой коррозионной стойкостью, например коммуникации большого диаметра — из дублированных стеклопластиков, армированных стеклянных труб и т. д. [c.248] Защита от токов утечки. В производстве хлора, где (как мы уже отмечали) титан является одним из основных конструкционных металлов, его коррозионное поведение может резко изменяться под воздействием токов утечки от электролизеров. На некоторых предприятиях в цехах электролиза хлора наблюдались интенсивные местные разрущения рядовых трубопроводов влажного хлора, крыщек диафрагменных электролизеров, рас-солопроводов под действием токов утечки на участках стекания тока с металла в электролит. Поскольку в современных электрохимических производствах промышленные токи электролиза достаточно велики, токи утечки неустранимы и применение титанового оборудования возможно только при обеспечении защиты от их коррозионного воздействия. [c.249] Основную опасность представляет анодный ток утечки, при плотности которого 0,1—0,2 мА/см титан подвергается локальной коррозии в растворах Na l, при 90—98 °С. При обнаружении на титановой конструкции токов утечки выше 0,02 мА следует предусматривать меры для защиты от электрокоррозии и для снижения величины токов утечки. [c.249] Аноды-стекатели тока можно изготавливать из тех же материалов, из которых делают аноды для промышленного электролиза [581]. Так, в хлорных производствах широко применяют аноды из титана с оксидным рутений-титановым покрытием (ОРТА). Эти же покрытия успешно применяются и для изготовления анодных стекателей тока, обеспечивающих эффективную защиту титановых хлоропроводов, крышек диафрагменных электролизеров, а также запорной арматуры, теплообменников и трубопроводов на линиях концентрированных растворов хлорида натрия. [c.250] Участки титанового трубопровода или штуцеры наиболее рационально соединять со съемными стекателями тока с помощью фланцев. При этом на участках установки стекателей тока следует избегать щелей и зазоров. На трубопроводах диаметром 150—250 мм длина съемных стекателей должна быть не менее 250 мм, при диаметре выше 250 мм — не менее 300 мм. [c.250] Помимо использования съемных стекателей тока (см. рис. 7.5) в некоторых случаях титан можно защищать путем нанесения анодноактивного покрытия на всю или часть поверхности защищаемой конструкции [581]. [c.250] Для тех случаев, когда происходит преимущественно анодное выделение кислорода в щелочных и хлоридно-щелочных средах, эффективное покрытие анодов-стекателей тока получают посредством поверхностного легирования титана никелем в искровом разряде. [c.250] Вернуться к основной статье