লবণের বাষ্পীভবন পুকুরে টাইটানিয়াম গরম করার টিউবগুলিতে ক্র্যাভিস জ্যামিতি (গ্যাস্কেট উপাদান এবং ক্ল্যাম্প টর্ক) কীভাবে সূচনার সময়কে প্রভাবিত করে?

সোডিয়াম ক্লোরাইড, পটাসিয়াম ক্লোরাইড এবং ব্রাইন থেকে অন্যান্য লবণ উৎপাদনের জন্য লবণের বাষ্পীভবন পুকুরগুলি 40-60 ডিগ্রি তাপমাত্রায় এবং ক্লোরাইডের ঘনত্বে স্যাচুরেশন (প্রায় 26% NaCl) থেকে লবণ স্ফটিক বৃষ্টিপাতের সাথে সুপারস্যাচুরেশন পর্যন্ত পরিচালিত হয়। টাইটানিয়াম গরম করার টিউবগুলি বাষ্পীভবন তাপমাত্রা বজায় রাখতে এবং তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠের স্ফটিককরণ প্রতিরোধের জন্য ব্যবহৃত হয়। প্রভাবশালী ব্যর্থতা মোড, তবে, টিউব-টু-টিউবশিট জয়েন্টগুলিতে, গ্যাসকেটের নীচে এবং ক্ল্যাম্প সংযুক্তির নীচে ফাটল। অনেক টাইটানিয়াম জারা সমস্যার বিপরীতে যা প্রধানত খাদ রসায়ন বা প্রাচীরের বেধের একটি ফাংশন, লবণের বাষ্পীভবন পরিষেবাতে ফাটল জারা শুরুর সময়টি যান্ত্রিক ডিজাইনের পরামিতি যেমন ক্র্যাভিস জ্যামিতি (ব্যবধান প্রস্থ এবং গভীরতা) এবং গ্যাসকেট উপাদান এবং ক্ল্যাম্প টর্ক দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত হয়। এই কাগজটি ক্রেভিস শুরু হওয়ার সময় এই ভেরিয়েবলগুলির প্রভাব মূল্যায়ন করে এবং লবণের পুকুরের পরিষেবাতে হিটারের আয়ু বাড়ানোর জন্য ডিজাইনের পরামর্শ দেয়।

স্যাচুরেটেড ক্লোরাইড ব্রিনে ফাটল ক্ষয়ের প্রক্রিয়া।
50 ডিগ্রিতে স্যাচুরেটেড বা কাছাকাছি স্যাচুরেটেড সোডিয়াম ক্লোরাইড ব্রাইন ক্লোরাইডের ঘনত্ব (প্রায় 5.4 M Cl-) এবং বাল্ক দ্রবণে উচ্চ আয়নিক শক্তির কারণে খুব আক্রমণাত্মক। কিন্তু টাইটানিয়াম বাল্ক ব্রাইনে নিষ্ক্রিয়, কারণ উচ্চ ক্লোরাইড সামগ্রীর সাথে কম পিএইচ যুক্ত নেই। ফাটল ক্ষয়ের জন্য প্রধান শর্ত হল ফাটলে অক্সিজেন অনাহার। টাইটানিয়ামের অ্যানোডিক দ্রবীভূতকরণ Ti4+ উৎপন্ন করে যা হাইড্রোলাইজ করে H+. গঠন করে ফলস্বরূপ, অক্সিজেন ক্ষয় হলে ফাটলের ভিতরের pH 2-3 এ কমে যায়। স্যাচুরেটেড ক্লোরাইড ব্রাইনের জন্য, pH-এর একটি সামান্য হ্রাস এমন একটি অবস্থার দিকে নিয়ে যায় যেখানে টাইটানিয়াম রিপাসিভেট করতে পারে না এবং ফাটলের ক্ষয় দ্রুত প্রচারিত হয়।

সূচনার সময়, অর্থাৎ, ক্রমাগত ক্রাইভস আক্রমণ শুরু হওয়ার আগে, অক্সিজেন হ্রাসের হার এবং পিএইচ-এর হার রিপাসিভেশন থ্রেশহোল্ডের নিচের সাথে সম্পর্কিত। উভয়ই ফাটলের জ্যামিতি, অক্সিজেনে গ্যাসকেট উপাদানের ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং গ্যাসকেট এবং টাইটানিয়াম পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগের চাপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

ফাটল ফাঁক প্রস্থ প্রভাব
জ্যামিতিক পরামিতিগুলির মধ্যে, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল টাইটানিয়াম টিউব এবং বিপরীত পৃষ্ঠের (টিউব শীট, গ্যাসকেট বা ক্ল্যাম্প) মধ্যে ফাঁকের প্রস্থ। একটি নির্দিষ্ট ফাঁক প্রস্থের জন্য ফাটলের মধ্যে অক্সিজেনের প্রসারণের হার ফাঁকের ঘনক্ষেত্রের সমানুপাতিক (একটি সরু চ্যানেলের জন্য ফিকের নিয়ম)। বৃহত্তর ফাঁক অক্সিজেন পুনরায় পূরণের অনুমতি দেয়, যা ক্ষয়কে বিলম্বিত করে এবং দীক্ষার সময়কে প্রসারিত করে। ছোট ফাঁক আরো অক্সিজেন হ্রাস হতে.

50 ডিগ্রি, pH 7.0 এ স্যাচুরেটেড NaCl-এ নিয়ন্ত্রিত ফাঁক প্রস্থের কৃত্রিম ফিসার সহ টাইটানিয়াম গ্রেড 2 নমুনাগুলির নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা নিম্নলিখিত শুরুর সময়গুলি দেখিয়েছে (10x বড়করণের অধীনে দৃশ্যমান আক্রমণের সময়):

0.05 মিমি প্রস্থের ব্যবধানে (একটি মেশিনযুক্ত ফ্ল্যাঞ্জের বিপরীতে একটি কূপ-টর্কযুক্ত পিটিএফই গ্যাসকেটের মতো), অক্সিজেন হ্রাস 24-48 ঘন্টার মধ্যে ঘটে এবং 50-100 ঘন্টার মধ্যে ফাটল আক্রমণ শুরু হয়। ফাঁক প্রস্থে 0.10 মিমি দীক্ষা 200-300 ঘন্টায় ঘটে। 0.25 মিমি প্রস্থের ফাঁকে, সূচনা 500 থেকে 1000 ঘন্টা পর্যন্ত প্রসারিত হয়। অক্সিজেন ডিফিউশন নিষ্ক্রিয়তা বজায় রাখার অনুমতি দেয় এবং তাই 5,000 ঘন্টা পরে 0.50 মিমি ব্যবধানে কোনও ফাটল আক্রমণ সনাক্ত করা যায় না। 1.0 মিমি-এর বেশি প্রস্থের ফাঁকে জ্যামিতিটি আর একটি ফাটল নয় বরং একটি খোলা ফাঁক। কোনো হামলা হয় না।

অনুশীলনে এর মানে হল যে খুব টাইট ফাটল (0.1 মিমি থেকে কম) সবচেয়ে বিপজ্জনক। ডিজাইনারদের ফাঁকগুলিকে 0.5 মিমি (পুরু গ্যাসকেট বা স্ট্যান্ডঅফ) এর চেয়ে প্রশস্ত করা উচিত বা ফাঁকগুলি (ঝালাই করা জয়েন্টগুলি) দূর করা উচিত।

ফাটল গভীরতার প্রভাব
ফাটলের ব্যাপ্তি (গ্যাসকেটের নীচে বা টিউব শীটের মধ্যে ফাঁকটি যে দূরত্বে প্রবেশ করে) অ্যানোডিক দ্রবীভূত করার জন্য উপলব্ধ অক্সিজেনের পরিমাণ-ক্ষয়প্রাপ্ত পৃষ্ঠ নির্ধারণ করে। গভীর ফাটলের জন্য সূচনাকে ত্বরান্বিত করা হয় কারণ তাদের বৃহত্তর অক্সিজেন-ক্ষয়প্রাপ্ত অঞ্চল এবং প্রদত্ত ব্যবধানের প্রস্থের জন্য দীর্ঘতর বিস্তারের পথ রয়েছে।

0.1 মিমি একটি প্রদত্ত ফাঁক প্রস্থের জন্য, সূচনার সময় 300 ঘন্টা থেকে 100 ঘন্টা কমে যায় কারণ ফাটলের গভীরতা 5 মিমি থেকে 20 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। 50 মিমি গভীরতায়, দীক্ষা 40-50 ঘণ্টায় ঘটে। লবণ বাষ্পীভবন পরিষেবার জন্য 15 মিমি-এর বেশি গভীরতা এড়িয়ে চলুন। টিউব-টু-টিউবশিট জংশনগুলি এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে একটি অগভীর ফাটল থাকে (10 মিমি গভীরের কম) অথবা ফাটলটি দূর করার জন্য জুড়ে ঢালাই করা উচিত।

গ্যাসকেট উপাদানের ব্যাপ্তিযোগ্যতা
গ্যাসকেটের উপাদানগুলি অক্সিজেনের ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং ব্রীন শোষণ করার ক্ষমতার মধ্যে পরিবর্তিত হয়, উভয়ই ফাটল রসায়নকে প্রভাবিত করে। নন-ছিদ্রযুক্ত, অ-ভেদ্যযোগ্য গ্যাসকেট (PTFE, PEEK, ধাতু) একটি আঁটসাঁট সীলমোহর প্রদান করে এবং গ্যাসকেটের মাধ্যমেই অক্সিজেনের প্রসারণকে অনুমতি দেয় না, তাই ফাটলের মধ্যে অক্সিজেন ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে। নরম রাবার, ইপিডিএম, সিলিকন (ছিদ্রযুক্ত, ভেদযোগ্য গ্যাসকেট): কিছু অক্সিজেন ফাটল প্রতিস্থাপন করতে এবং রিটার্ড শুরু করার জন্য গ্যাসকেট বডির মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়তে পারে।

বিভিন্ন গ্যাসকেট উপকরণ পরীক্ষা করা হয়েছিল (ব্যবধান 0.1 মিমি, গভীরতা 10 মিমি, 50 ডিগ্রিতে স্যাচুরেটেড NaCl) এবং ফলাফলগুলি হল:

PTFE গ্যাসকেট (অভেদ্য) - 200-300 ঘণ্টায় শুরু হয়। EPDM রাবার (মধ্যম ব্যাপ্তিযোগ্যতা): 400-600 ঘন্টা শুরু হয়। সিলিকন রাবার (উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতা) শুরু হতে 800 থেকে 1,200 ঘন্টা। কোন গ্যাসকেট নেই (ধাতু থেকে মেটাল যোগাযোগ, কার্যকরভাবে শূন্য ফাঁক, ছিদ্রযুক্ত ইন্টারফেস) 2000 ঘন্টার উপরে শুধুমাত্র মাঝারি আক্রমণের সাথে শুরু।

ট্রেড-অফ হল যে ভেদযোগ্য গ্যাসকেটগুলি ব্রীন শোষণ করবে এবং ফুলে যাবে, যা সময়ের সাথে সাথে গ্যাপ জ্যামিতি পরিবর্তন করতে পারে। সিলিকন এবং EPDM দীর্ঘ সময়ের (2-5 বছর) গরম ব্রিনে ভেঙ্গে যায় এবং প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন।

ক্ল্যাম্পিং টর্ক এবং যোগাযোগের চাপ
গ্যাসকেট এবং টাইটানিয়াম ইন্টারফেসের উপর চাপ দেওয়া হল ক্ল্যাম্পকে শক্ত করতে ব্যবহৃত টর্কের একটি ফাংশন। আরও টর্ক মানে শক্ত সীল যার মানে কার্যকর ফাঁক প্রস্থ হ্রাস করা হয় এবং কম অক্সিজেন ছড়িয়ে পড়ে। নিম্ন ঘূর্ণন সঁচারক বল (সীল করার সীমাবদ্ধতার অধীনে) ফলস্বরূপ কিছুটা বেশি কার্যকরী ব্যবধান তৈরি করে, তাই ধীর ফাটল শুরু হয়।

50 ডিগ্রীতে স্যাচুরেটেড NaCl সহ 50 মিমি ব্যাসের টিউব ফ্ল্যাঞ্জে একটি PTFE গ্যাসকেট পরীক্ষা করা দেয়:

টর্ক 20 N·m (নিম্ন) কার্যকরী ব্যবধান 0.15-0.20 মিমি থেকে শুরু করে 400-600 ঘন্টা। টর্ক 40 Nm (স্ট্যান্ডার্ড) কার্যকরী ব্যবধান 0.08-0.12 মিমি শুরু 200-300 ঘন্টা টর্ক 60 N·m (উচ্চ): কার্যকর ব্যবধান 0.04-0.07 মিমি, সূচনা 50-100 ঘন্টা।

একটি লবণ বাষ্পীভবন পরিষেবা দেওয়ার সর্বোত্তম উপায় হল সবচেয়ে কম পরিমাণ টর্ক প্রয়োগ করা যা একটি সিল প্রদান করবে, সাধারণত গ্যাসকেট উপাদানের জন্য প্রস্তাবিত সর্বাধিকের 50 থেকে 60 শতাংশ। এই কৌশলটি ফুটো ছাড়াই কার্যকর ফাঁক বাড়ায়।

লবণ evaporators জন্য ফাটল নকশা অ্যাপ্লিকেশন ম্যাট্রিক্স
বর্ধিত লাইফ মেকানিজমের জন্য ডিজাইন প্যারামিটার পছন্দের মান ফাটল শুরু করার জন্য প্রত্যাশিত সময় (স্যাচুরেটেড NaCl, 50 ডিগ্রি)
Gap width >0.5 mm (or welded)Oxygen diffusion sustained >5,000 ঘন্টা (কোন আক্রমণ নয়)
ফাঁক প্রস্থ (যদি<0.5 mm unavoidable) 0.20-0.30 mmReduces oxygen depletion 500-1000 hrs
ফাটল গভীরতা<10 mm Anode area limited 300-500 hours
গ্যাসকেট উপাদান EPDM বা সিলিকন (ভেদযোগ্য) গ্যাসকেট অক্সিজেন প্রসারণ 400 থেকে 1,200 ঘন্টা।
ক্ল্যাম্প টর্ক মিন. সিলিং টর্ক (সর্বোচ্চ 50-60%) উচ্চ টর্কের চেয়ে 2-3 গুণ বেশি কার্যকর ব্যবধান সর্বাধিক করুন
জয়েন্ট টিউব-টিউবশিটওয়েল্ডস (সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ)কোন ক্রাইভস অ্যাসল্ট নয় (শুধু পিটিং) ফাটল সরিয়ে দেয়
সল্ট ইভাপোরেটর হিটারের ব্যবহারিক ইঙ্গিত
লবণের বাষ্পীভবন পুকুরে, টাইটানিয়াম গরম করার টিউবগুলির জন্য সর্বোত্তম নকশা হল নকশা যেখানে সমস্ত ফিসার সম্পূর্ণ-পেনিট্রেশন ওয়েল্ডেড টিউব-থেকে-টিউবশিট কাপলিং দ্বারা নির্মূল করা হয়। যেখানে বিচ্ছিন্ন সংযোগের প্রয়োজন হয়, বিচ্ছেদ রক্ষা করতে একটি ছিদ্রযুক্ত বা পাঁজরযুক্ত গ্যাসকেট ব্যবহার করুন এবং 0.20 থেকে 0.30 মিমি একটি ফাঁক প্রস্থ নির্দিষ্ট করুন। অক্সিজেন ব্যাপ্তিযোগ্যতার সুবিধা নিতে PTFE-এর পরিবর্তে EPDM বা সিলিকন গ্যাসকেট (60 ডিগ্রি ব্রিনের জন্য রেট করা) ব্যবহার করুন। ন্যূনতম ক্ল্যাম্প টর্ক প্রয়োগ করুন যা বুদবুদ পরীক্ষার দ্বারা নির্ধারিত ফুটো প্রতিরোধ করবে। ফাটলের গভীরতা 10 মিমি বা তার কম সীমাবদ্ধ করার জন্য অগভীর রেসেস সহ ফ্ল্যাঞ্জ ডিজাইন করুন। এই ডিজাইন পছন্দগুলি পরিদর্শনের প্রয়োজনের আগে 200-300 ঘন্টা (স্ট্যান্ডার্ড PTFE গ্যাসকেট, উচ্চ টর্ক) থেকে 2,000-5,000 ঘন্টা বা 3-6 মাস একটানা অপারেশন করার আগে ফাটল শুরু করার সময়কে বাড়িয়ে দেয়। বার্ষিক হিটার পরিদর্শনের সময়সূচী করুন এবং 24/7 লবণ পুকুর অপারেশনের জন্য হালকা পলিশিং দ্বারা যে কোনও প্রাথমিক ফাটল আক্রমণ পরিষ্কার করুন। 5 বছরের রক্ষণাবেক্ষণের সময়কালের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, জ্যামিতি অপ্টিমাইজ করা হলেও ঢালাই জয়েন্টগুলি প্রয়োজনীয়।