كما هو معلوم، تتميز ألواح التيتانيوم بمقاومتها الممتازة للتآكل بين ألواح المبادل الحراري اللوحي. أما بالنسبة للحشوات، فتتميز حشوات الفيتون بمقاومتها للأحماض والقلويات والمواد الكيميائية الأخرى. فهل يمكن استخدامهما معًا لتحسين مقاومة التآكل في المبادل الحراري اللوحي؟
في الواقع، لا يُمكن استخدام صفيحة التيتانيوم وحشية الفيتون معًا. ولكن لماذا؟ يكمن مبدأ مقاومة صفيحة التيتانيوم للتآكل في استحالة استخدامهما معًا، إذ يسهل على صفيحة التيتانيوم تكوين طبقة كثيفة من أكسيد التيتانيوم الواقي على سطحها، والتي تتشكل بسرعة في بيئة تحتوي على الأكسجين بعد التدمير. وهذا يسمح بتدمير وإصلاح (إعادة تخميل) طبقة الأكسيد والحفاظ عليها في حالة مستقرة، مما يحمي عناصر التيتانيوم الداخلية من المزيد من التدمير.
صورة نموذجية للتآكل النقطي
ومع ذلك، عند وضع معدن أو سبيكة التيتانيوم في بيئة تحتوي على الفلور، وتحت تأثير أيونات الهيدروجين في الماء، تتفاعل أيونات الفلوريد من حشية الفيتون مع معدن التيتانيوم لإنتاج فلوريد قابل للذوبان، مما يُسبب تآكل التيتانيوم. معادلة التفاعل هي كما يلي:
Ti2O3+ 6HF = 2TiF3+ 3H2O
TiO2+ 4HF = TiF4+ 2H2O
TiO2+ 2HF = TiOF2+ H2O
وقد وجدت الدراسات أنه في المحلول الحمضي، عندما يصل تركيز أيون الفلورايد إلى 30 جزء في المليون، يمكن تدمير فيلم الأكسدة على سطح التيتانيوم، مما يشير إلى أنه حتى لو كان تركيز أيون الفلورايد منخفضًا جدًا، فسيقلل بشكل كبير من مقاومة التآكل لألواح التيتانيوم.
عندما يكون معدن التيتانيوم بدون حماية أكسيد التيتانيوم، وفي بيئة تآكلية تحتوي على الهيدروجين الناتج عن تصاعد الهيدروجين، يستمر التيتانيوم في امتصاص الهيدروجين، ويحدث تفاعل الأكسدة والاختزال. عندها، يتولد TiH2 على سطح بلورة التيتانيوم، مما يُسرّع تآكل صفيحة التيتانيوم، مُشكّلاً شقوقاً، ومؤدياً إلى تسرب المبادل الحراري للصفيحة.
لذلك، في المبادل الحراري اللوحي، لا يجب استخدام لوحة التيتانيوم وحشية الفيتون معًا، وإلا سيؤدي ذلك إلى التآكل وفشل المبادل الحراري اللوحي.
تتمتع شركة شنغهاي لمعدات نقل الحرارة المحدودة (SHPHE) بخبرة خدمة غنية في صناعة المبادل الحراري اللوحي، كما تمتلك مختبرات فيزيائية وكيميائية ذات صلة، والتي يمكنها تحديد مادة اللوحة والحشية بسرعة ودقة للعملاء في المرحلة المبكرة من الاختيار، لضمان التشغيل الآمن والموثوق للمعدات.
وقت النشر: ١٧ فبراير ٢٠٢٢
