Οι εναλλάκτες θερμότητας (γνωστοί και ως εναλλάκτες θερμότητας ή εξοπλισμός ανταλλαγής θερμότητας) είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά θερμότητας από ένα ζεστό ρευστό σε ένα κρύο ρευστό για την κάλυψη καθορισμένων απαιτήσεων διεργασίας και είναι μια βιομηχανική εφαρμογή μεταφοράς θερμότητας και αγωγιμότητας θερμότητας.
Η μεταφορά θερμότητας μπορεί να είναι μια δύσκολη εργασία όταν αντιμετωπίζουμε διαβρωτικά μέσα όπως οξέα, χλωριωμένες ενώσεις και εξατμισμένα υγρά. Η διάβρωση μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια μηχανικής ακεραιότητας και απολέπισης. Η απολέπιση είναι το αποτέλεσμα της εναπόθεσης ανεπιθύμητου υλικού σε μια επιφάνεια. Αυτό μπορεί να αλλάξει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας της επιφάνειας και να επηρεάσει την απόδοση του εναλλάκτη θερμότητας.
1.Διάβρωση υλικού
Η διάβρωση των βαλβίδων και του εξοπλισμού είναι ένα κοινό πρόβλημα για τις βιομηχανίες επεξεργασίας χημικών, διυλιστηρίων, πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Σύμφωνα με κατά προσέγγιση στατιστικά στοιχεία άμυνας, ο στρατός των ΗΠΑ διαλύει περισσότερο από το 5% του εξοπλισμού του κάθε χρόνο λόγω διάβρωσης μετάλλων, γεγονός που προκαλεί επίσης σημαντική αύξηση στο κόστος επισκευής και προστασίας όπλων και εξοπλισμού. Σύμφωνα με το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, η Ναυτική Υπηρεσία των ΗΠΑ χάνει περίπου 7 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως λόγω διάβρωσης, εκ των οποίων τα 500 εκατομμύρια δολάρια δαπανώνται για την επισκευή διαβρωμένων οχημάτων εδάφους του Σώματος Πεζοναυτών.
2.Η σοβαρότητα της διάβρωσης
Το σημαντικό συμβουλευτικό έργο της Κινεζικής Ακαδημίας Μηχανικής Huan Baorong, Wang Jingquan και άλλοι ακαδημαϊκοί σχετικά με την έρευνα βιομηχανικής διάβρωσης "της κατάστασης διάβρωσης και η έρευνα στρατηγικής ελέγχου" δείχνουν ότι το 2014, οι απώλειες της Κίνας λόγω διάβρωσης έφτασαν τα 2,1 τρισεκατομμύρια γιουάν, αντιστοιχώντας σε περίπου 3,34 % του ΑΕΠ του έτους.
Σύμφωνα με έρευνα στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι απώλειες που προκαλούνται από τη διάβρωση μπορεί να φτάσουν έως και το 6% του ΑΕΠ των ΗΠΑ. Στην ίδια κλίμακα, παγκοσμίως, οι ετήσιες απώλειες από τη διάβρωση ανέρχονται σε περισσότερα από 4 τρισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.
3.Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας επιμετάλλωσης τανταλίου
Το ταντάλιο αναγνωρίζεται ως το πιο ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο
Εναπόθεση χημικών ατμών σε χαμηλή θερμοκρασία (CVD για συντομία)
Επιφανειακό κράμα προετοιμασμένο
Έχει τις φυσικές ιδιότητες του μετάλλου τανταλίου
Αποτελεσματικό στη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του υποστρώματος
Εξαιρετικές δυνατότητες παραμόρφωσης και κάμψης
Ασυναγώνιστη αντοχή στη διάβρωση, την υψηλή θερμοκρασία και πίεση
Η καλύτερη επιλογή για σκληρές συνθήκες εξυπηρέτησης
4.Πλεονεκτήματα των επικαλυμμένων με ταντάλιο εναλλάκτες θερμότητας
Απόδοση προϊόντων με ταντάλιο σε διαφορετικά περιβάλλοντα
Τα κράματα με βάση το νικέλιο, τα θερμοπηγάδια ζιρκονίου και τιτανίου είναι ευαίσθητα σε ρωγμές λόγω διάβρωσης από καταπόνηση (SCC) και σκασίματα, ειδικά σε θερμά οξέα. Το ταντάλιο, από την άλλη, έχει εξαιρετικά καλή απόδοση σε καυτά οξέα.
Απόδοση σε διαβρωτικά μέσα
Διάβρωση
Χημικά ανθεκτικό στο SCC και στο τρύπημα σε πολλά διαβρωτικά μέσα και περιβάλλοντα.
Σε όξινες συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας
οξέα
Tantalum layers remain passivated and inert to corrosion under acidic conditions (including concentrated HCl and H2SO4) at high temperatures (>200 μοίρες).
Σε περιβάλλοντα που περιέχουν χλώριο
Χλώριο
Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε υγρές, ξηρές ατμόσφαιρες χλωρίου και άλλα χλωριωμένα περιβάλλοντα.
Περιβάλλοντα εφαρμογής για επικαλυμμένους με ταντάλιο εναλλάκτες θερμότητας
Χημική επεξεργασία
Αποξήρανση χλωριωμένων διαλυτών, ισχυρών οξέων όπως HCl, H2SO4, HNO3, καυτών διαβρωτικών υγρών αποβλήτων
Πετρέλαιο
Φυσικό αέριο
Καυσαέρια θέρμανσης (CO2, H2S, SO2), επεξεργασία αμμωνίας
Φαρμακευτικά
Πτητικές οξειδωτικές ενώσεις όπως διχλωρομεθάνιο και μεθανόλη
Ημιαγωγοί
Παρασκευή ισχυρού χαρακτικού HCl, επεξεργασία υποπροϊόντων εναπόθεσης πυριτίου
Γενική βιομηχανία
Θερμά πτητικά χλωρίδια, διαβρωτικά άλατα, σουλφίδια, μεθανίωση
5. Τυπικές εφαρμογές για εναλλάκτες θερμότητας με ταντάλιο
Εναλλάκτες θερμότητας οξέος Reboilers Εξατμιστήρες οξέος
Εξοπλισμός διεργασίας Συμπυκνωτές Αναγεννητική μεταφορά θερμότητας
Θέρμανση χωνευτήρα Ψύξη λυμάτων Ανάκτηση θερμότητας αποβλήτων
Διαδικασία θέρμανσης και ψύξης υγρού
