যখন একটি টাইটানিয়াম হিট রড 400 ডিগ্রীতে একটি টারনারি নাইট্রেট লবণ (NaNO₃-KNO₃-Ca(NO₃)₂) গলানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, তখন ক্যালসিয়াম আয়ন সামগ্রী কীভাবে হিমায়িত চক্রের সময় অক্সাইড স্প্যালিং হারকে পরিবর্তন করে{{3}T?

ক্যালসিয়াম নাইট্রেট (Ca(NO3)2) এর সাথে টারনারি নাইট্রেট লবণের সংমিশ্রণ ঘনীভূত সৌর শক্তি এবং তাপ সংরক্ষণ ব্যবস্থায় তাপ স্থানান্তর তরল হিসাবে ব্যবহৃত হয়। 400 ডিগ্রিতে লবণ গলিত এবং অক্সিডাইজিং হয়। টাইটানিয়াম গরম করার রডগুলি প্রতিরক্ষামূলক টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO₂) স্তর গঠন করে। যাইহোক, হিমায়িত করার সময়-গলানোর চক্র (লবণকে হিমায়িত করার জন্য ঠাণ্ডা করে, তারপরে আবার-গরম করে) লবণ থেকে ক্যালসিয়াম আয়নগুলি টাইটানিয়াম অক্সাইডের সাথে একত্রিত হয়ে স্কেল পৃষ্ঠে ক্যালসিয়াম টাইটানেট (CaTiO 3 ) তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, ক্যালসিয়াম টাইটানেটের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ প্রায় 11-12 × 10-6 / ডিগ্রি, টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের তাপীয় প্রসারণ মান 7-8 × 10-6 / ডিগ্রি এবং টাইটানিয়াম ধাতু 8.6 × 10-6 / ডিগ্রি। এই ধরনের অমিল থার্মাল সাইকেল চালানোর সময় spalling কারণ. লবণের মিশ্রণে ক্যালসিয়ামের পরিমাণ যত বেশি হবে, অক্সাইডের স্প্যালিং তত দ্রুত হবে। 20% ক্যালসিয়ামের পরিমাণে, 0.3-0.5 µm ধাতু প্রতিটি ফ্রিজ-থো চক্রে অপসারণ করা হয়, যখন 5% ক্যালসিয়ামের পরিমাণে শুধুমাত্র 0.05–0.10 µm ধাতু অপসারণ করা হয়।

থার্মাল সাইকেল চালানোর সময় ক্যালসিয়ামের প্রক্রিয়া

Ca আয়নগুলি 400oC তাপমাত্রায় গলিত লবণের এক্সপোজারের সময় একটি CaTiO3-সমৃদ্ধ বাইরের স্তর তৈরি করতে TiO2 স্কেলে অনুপ্রবেশ করে। CaTiO 3 স্তরটি TiO 2 এবং নীচের টাইটানিয়াম ধাতুর তুলনায় শীতল হওয়ার সময় কম সঙ্কুচিত হয় কারণ এর তাপ সম্প্রসারণের উচ্চ সহগ। এই অমিল ইন্টারফেসে প্রসার্য স্ট্রেনের দিকে নিয়ে যায়। এই উত্তেজনাগুলি দৃঢ়ীকরণ (হিমায়িত) এবং পরবর্তীতে পুনরায় গরম করার সময় স্কেলের ক্র্যাকিং এবং স্প্যালিং তৈরি করে। স্প্যাল্ড অংশগুলি নতুন টাইটানিয়াম প্রকাশ করে যা দ্রুত অক্সিডাইজ করে। অক্সাইড স্প্যালিং এবং রি{12}}অক্সিডেশনের সংমিশ্রণের ফলে প্রতিটি ফ্রিজ-থাও চক্রের সময় অল্প পরিমাণে টাইটানিয়াম অপসারণ হয়। স্প্যালিং হার লবণের ক্যালসিয়াম সামগ্রী এবং তাপমাত্রার তারতম্যের আকারের সমানুপাতিক।

ক্যালসিয়াম সামগ্রী এবং চক্র গণনা বনাম পরিমাণগত স্প্যালিং হার

100 হিমায়িত-গলে যাওয়া চক্র (25 ডিগ্রী → 400 ডিগ্রী → 25 ডিগ্রী , 2-ঘন্টা তাপমাত্রায় অবস্থান করে) বিভিন্ন ক্যালসিয়াম সামগ্রী সহ ত্রিনারি নাইট্রেট লবণে গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের নিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা অক্সাইড স্প্যালিং হার নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়েছে। 0% ক্যালসিয়ামে (বাইনারী NaNO₃-KNO₃ লবণ) অক্সাইড স্প্যালিং 0.5-1.0 µm প্রতি 100 চক্র, স্কেলটি অনুগত থাকে এবং ধাতব ক্ষতি কম হয়। স্থানীয়করণ স্প্যালিং স্কেলের ত্রুটিতে ঘটে এবং 5% ক্যালসিয়াম স্প্যালিং প্রতি 100 চক্রে 2-5 µm পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। স্প্যালিং হল 8-15 µm/100 চক্র 10% ক্যালসিয়ামে এবং 10-30% স্কেল প্রতি চক্রে। 15% ক্যালসিয়ামের জন্য স্প্যালিং 20-35 µm প্রতি 100 চক্রে এবং স্কেলটি 300-500 চক্রের পরে সম্পূর্ণভাবে স্প্যালিং হয়। 20% ক্যালসিয়ামে (সাধারণ ত্রিনাশয় সংমিশ্রণ), প্রতি 100 চক্রে 30-50 μm পর্যন্ত স্প্যালিং হয়, যেখানে ধাতব ক্ষতি প্রতি 1,000 চক্রে 0.15-0.25 মিমি। 1.5 মিমি প্রাচীর পুরুত্ব এবং 20% ক্যালসিয়াম লবণের জন্য 6,000-10,000 চক্রের পরে ছিদ্র প্রত্যাশিত।

স্প্যালেশন হারে তাপমাত্রার সুইং এবং সাইকেল সময়ের প্রভাব

স্প্যালিং এর তীব্রতা তাপমাত্রা পরিবর্তনের মাত্রা এবং চক্রের সময়কাল দ্বারা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত হয়। 375 ডিগ্রী তাপমাত্রা ওঠানামা (25 ডিগ্রী থেকে 400 ডিগ্রী) সহ 10% ক্যালসিয়াম সামগ্রীর জন্য 100 চক্র প্রতি 8-15 μm অক্সাইড স্প্যালিং বা 0.5 মিমি ধাতু অপসারণের জন্য 3,300-6,300 চক্র। একই ক্যালসিয়াম ঘনত্বে 500 ডিগ্রী (100 ডিগ্রী থেকে 600 ডিগ্রী) সুইং বাড়ানোর ফলে 20-40 µm/100 চক্রের স্পেলিং বৃদ্ধি পায়। এটি চক্রকে 0.5 মিমি ক্ষয় কমিয়ে 1,250-2,500 করে। 20% ক্যালসিয়ামের জন্য প্রতি 100 সাইকেলে 30-50 µm স্পেলিং, 375 ডিগ্রী সুইং 1,000-1,700 চক্র থেকে 0.5 মিমি ক্ষতি 20% ক্যালসিয়াম এবং 500 ডিগ্রীর সুইং সহ, স্প্যালিং 50-80 এবং শুধুমাত্র সাইকেল প্রতি µ101 0.5 মিমি ক্ষতির জন্য 600–1 000 চক্র প্রয়োজন। ক্যালসিয়াম টাইটানেটের উৎপাদন বৃদ্ধির কারণে তাপমাত্রায় থাকার সময় বৃদ্ধি (8 ঘণ্টা বনাম. 2 ঘণ্টা) ফলে 30-50% বেশি স্প্যালিং হয়।

নাইট্রেট সল্ট উনান ক্যালসিয়াম সামগ্রী এবং সাইকেল লাইফ রেফারেন্স

গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের জন্য প্রত্যাশিত সংখ্যক ফ্রিজ-গলে যাওয়া চক্র, কাঙ্খিত হিটার লাইফ এবং প্রাচীরের বেধ অনুযায়ী নাইট্রেট লবণে গ্রহণযোগ্য ক্যালসিয়ামের জন্য সুপারিশগুলি সারণি 1 এ দেওয়া হয়েছে।

হিমায়িত সংখ্যা-থাউ সাইকেল/বছরের প্রয়োজনীয় পরিষেবা জীবন (বছর) সর্বাধিক অনুমোদিত ক্যালসিয়াম সামগ্রী (%) প্রতি বছর প্রত্যাশিত ধাতু ক্ষতি (মিমি) প্রস্তাবিত প্রাচীরের বেধ (মিমি) 10 20 15 0.03–0.05 1.5 50 10 10 0.04–0.08 1.5 100 10 10 0.08–{{4}–{7}{5}) (প্রতিদিন) 10 0 (বাইনারী লবণ) 0.02–{10}} ক্যালসিয়াম সামগ্রীর নিয়ন্ত্রণের বাইরে ইঞ্জিনিয়ারিং

টাইটানিয়ামের গুণমান স্প্যালিং প্রতিরোধের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। গ্রেড 7 (প্যালাডিয়াম স্থিতিশীল) ধাতু ইন্টারফেসে প্যালাডিয়াম সমৃদ্ধকরণের কারণে আরও অনুগত অক্সাইড তৈরি করে- এবং সমান ক্যালসিয়াম স্তরে গ্রেড 2-এর তুলনায় স্প্যালিংয়ে 30-50% হ্রাস প্রদর্শন করে। প্রাচীর বেধ একটি উপাদান রিজার্ভ. উদাহরণস্বরূপ, একটি 2.0 মিমি প্রাচীর 0.10 মিমি প্রতি বছর স্প্যালিং এর কারণে ধাতব ক্ষতি 20 বছর স্থায়ী হয়। স্প্যালিং হিটিং এবং কুলিং রেট দ্বারা প্রভাবিত হয়, 2 ডিগ্রী / মিনিটে ধীরগতির র‌্যাম্পিং তাপীয় চাপকে হ্রাস করে এবং 10 ডিগ্রি / মিনিটে দ্রুত র‌্যাম্পিংয়ের তুলনায় 50-70% স্প্যালিং করে। ইনহিবিটর, যেমন ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড লবণে 0.5 থেকে 1.0 শতাংশ পরিমাণে যোগ করে, টাইটানিয়াম অক্সাইডের সাথে বিক্রিয়া করতে ক্যালসিয়ামের সাথে প্রতিযোগিতা করে এবং তাই ক্যালসিয়াম টাইটানেটের গঠন হ্রাস করে।

একটি ভালভাবে-অবহিত স্পেসিফিকেশন তৈরি করা

যদি প্রতি বছর 100-এর বেশি চক্র প্রত্যাশিত হয়, তাহলে গ্রেড 2-এর জন্য ক্যালসিয়ামের পরিমাণ সর্বাধিক 10% বা গ্রেড 7-এর জন্য 15%-এ সীমাবদ্ধ করুন। • ফ্রিজ থো সাইক্লিং সহ টারনারি নাইট্রেট লবণ • দৈনিক সাইকেল চালানোর জন্য (365 চক্র/বছর), আমরা বাইনারি লবণের সুপারিশ করি (NaNO3%{1}0{1}ক্যাল বা 3%) 2.5 মিমি প্রাচীর বেধ সহ গ্রেড 7 হিটার। অপারেশন চলাকালীন তাপীয় শক প্রতিরোধ করতে, 2-3 ডিগ্রি / মিনিটে গরম এবং শীতল করার হার নিয়ন্ত্রণ করুন যেখানে ধাতু ক্ষতি প্রতি বছর 0.2 মিমি অতিক্রম করে, ক্যালসিয়ামের পরিমাণ হ্রাস করা হবে, বা গ্রেড 7 ব্যবহার করা হবে। প্রকৌশলীরা অক্সাইড স্প্যালিং এর হার নিয়ন্ত্রণ করে এবং নাইট্রেট লবণের মিশ্রণের ক্যালসিয়াম আয়ন সামগ্রীর পরিবর্তনের মাধ্যমে ফ্রিজ-থো চক্র পরিষেবায় টাইটানিয়াম তাপ রডের আয়ু বাড়ায়।