ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লি কি?

মূল প্রশ্নের উত্তর:ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লি কী এবং আক্রমণাত্মক রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের পরিবেশের জন্য কীভাবে উপকরণ নির্বাচন করা হয়?একটি ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লি হল একটি চাপবাহী পাত্র যা বিশেষ সংকর ধাতু, রেখাযুক্ত ধাতু বা অধাতব যৌগিক পদার্থ দিয়ে তৈরি যা শক্তিশালী অ্যাসিড (HCl, H2SO4, HNO3), ক্ষারীয় দ্রবণ (NaOH, KOH), ক্লোরাইড এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও চাপে জারক মাধ্যম থেকে ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে। উপাদানের নির্বাচন পিটিং প্রতিরোধ সমতুল্য সংখ্যা (PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) এর উপর ভিত্তি করে করা হয়, যেখানে 316L এর জন্য 26+, 904L এর জন্য 35+, 254 SMO এর জন্য 42+, এবং Hastelloy C-276 এর জন্য 52+ মান থাকে। গ্রহণযোগ্য উপকরণগুলি নকশার শর্তে প্রতি বছর 0.1 মিমি এর নিচে অভিন্ন ক্ষয়ের হার প্রদর্শন করে। সাধারণ উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে Hastelloy C-276/C-22, টাইটানিয়াম গ্রেড 2, জিরকোনিয়াম, ট্যান্টালাম, গ্লাস-লাইন্ড স্টিল এবং PTFE/PFA-লাইন্ড কার্বন স্টিল, প্রতিটি NACE MR0175 এবং ASME Section VIII মান অনুযায়ী নির্দিষ্ট মাধ্যম, তাপমাত্রা এবং চাপের জন্য নির্বাচিত।

১. ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লির জন্য মূল উপাদানের নির্বাচন নীতি

ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লির উপাদানের নির্বাচন তিনটি প্রকৌশল নীতি অনুসরণ করে:

• পিটিং প্রতিরোধ সমতুল্য সংখ্যা (PREN) এবং সংকটজনক পিটিং তাপমাত্রা (CPT) PREN ক্লোরাইড দ্বারা স্থানীয় আক্রমণের বিরুদ্ধে একটি সংকর ধাতুর প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করে: PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N। 316L (Cr 17, Mo 2.5, N 0.06) এর জন্য, PREN = 26.2; 254 SMO (Cr 20, Mo 6.2, N 0.22) এর জন্য, PREN = 46.4; Hastelloy C-276 (Cr 16, Mo 16, N 0) এর জন্য, PREN = 68.8। সংকটজনক পিটিং তাপমাত্রা (ASTM G150 অনুযায়ী CPT) 1 M NaCl এ পিটিং শুরু হওয়ার সর্বনিম্ন তাপমাত্রা নির্ধারণ করে: 316L 5-15C এ ব্যর্থ হয়, 904L 25-35C এ, 254 SMO 70-80C এ, এবং Hastelloy C-276 90C এর উপরে।
• গ্যালভানিক, ক্রেভিস এবং স্ট্রেস করোশন ক্র্যাকিং (SCC) মূল্যায়ন উপাদানের সামঞ্জস্যতা কেবল অভিন্ন ক্ষয়ের মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়। গ্যালভানিক ক্ষয় ঘটে যখন ভিন্ন ভিন্ন ধাতু (যেমন, কার্বন স্টিল পাত্রে টাইটানিয়াম ফ্ল্যাঞ্জ) ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সেল তৈরি করে। ক্রেভিস ক্ষয় ক্লোরাইড পরিবেশে গ্যাসকেট, জমাট বা অসম্পূর্ণ ওয়েল্ড পেনিট্রেশনের নিচে শুরু হয় (ASTM G48)। ক্লোরাইড স্ট্রেস করোশন ক্র্যাকিং (Cl-SCC) 60C এর উপরে 10 পিপিএম এর বেশি ক্লোরাইড ঘনত্বে অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল (304, 316) কে প্রভাবিত করে, যার জন্য ডুপ্লেক্স (2205) বা সুপার-অস্টেনিটিক সংকর ধাতু প্রয়োজন। কস্টিক স্ট্রেস করোশন ক্র্যাকিং 80C এর উপরে 10% এর বেশি NaOH ঘনত্বে কার্বন স্টিলকে প্রভাবিত করে।
• লাইনিং সিস্টেম এবং ব্যারিয়ার সুরক্ষা যখন কঠিন সংকর ধাতুর নির্মাণ অর্থনৈতিকভাবে অসাধ্য হয়, তখন ব্যারিয়ার লাইনিং কার্বন স্টিল সাবস্ট্রেটের উপর ক্ষয় সুরক্ষা প্রদান করে। গ্লাস লাইনিং (ভিট্রেয়াস এনামেল) 800-900C তাপমাত্রায় ইস্পাতের সাথে বোরোসিলিকেট গ্লাস ফিউজ করে, যা বেশিরভাগ অ্যাসিডের (HF এবং গরম ঘন H3PO4 ছাড়া) রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা অর্জন করে এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা Ra <0.1 মাইক্রন। PTFE/PFA লাইনিং (রোটোলিনিং বা আলগা শীট) 180-200C (PTFE) বা 260C (PFA) পর্যন্ত প্রায় সমস্ত রাসায়নিকের প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। ট্যান্টালাম ইনসার্ট লাইনিং 200C পর্যন্ত ঘন HCl, H2SO4 এবং অ্যাকোয়া রেজিয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে।

২. ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লির প্রধান উপকরণ

শিল্প ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লির উপকরণগুলি সংকর ধাতুর পরিবার এবং প্রয়োগ অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• নিকেল-মলিবডেনাম-ক্রোমিয়াম সংকর ধাতু (Hastelloy সিরিজ) Hastelloy C-276 (Ni 57, Mo 16, Cr 16, Fe 5, W 4) 70C পর্যন্ত সমস্ত ঘনত্বের HCl, 60% পর্যন্ত এবং 100C পর্যন্ত H2SO4, এবং 90C CPT এর উপরে সমুদ্রের জলের ক্লোরাইড পিটিং প্রতিরোধ করে। Hastelloy C-22 (Ni 56, Cr 22, Mo 13) জারক অ্যাসিডের (HNO3, HNO3+HCl মিশ্রণ) জন্য উন্নত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। এই সংকর ধাতুগুলি ফার্মাসিউটিক্যাল API সংশ্লেষণ, ফ্লু গ্যাস ডিসালফারাইজেশন এবং ক্লোর-অ্যালকালি প্রক্রিয়াকরণে স্ট্যান্ডার্ড, যেখানে অভিন্ন ক্ষয়ের হার 0.05 মিমি/বছর এর নিচে থাকে।
• টাইটানিয়াম এবং জিরকোনিয়াম প্রতিক্রিয়াশীল ধাতু টাইটানিয়াম গ্রেড 2 (Ti 99.2, Fe 0.3, O 0.25) একটি প্যাসিভ TiO2 ফিল্ম তৈরি করে যা ভেজা ক্লোরিন, ক্লোরাইট, হাইপোক্লোরাইট এবং জারক অ্যাসিডের (65% পর্যন্ত HNO3 এবং ফুটন্ত) প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। 40C এর উপরে বিজারক অ্যাসিডে (HCl >5%, H2SO4 >5%) প্যাসিভিটি ভেঙে যায়। জিরকোনিয়াম (Zr 702) ফুটন্ত পর্যন্ত সমস্ত HCl ঘনত্বের, 70% পর্যন্ত এবং 200C পর্যন্ত H2SO4, এবং সমস্ত ঘনত্বের NaOH এর জন্য উন্নত প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। উভয় ধাতুর ভঙ্গুরতা রোধ করার জন্য সাবধানে ওয়েল্ডিং (TIG, পার্জ গ্যাস) প্রয়োজন।
• গ্লাস-লাইন্ড এবং PTFE-লাইন্ড স্টিল চুল্লি গ্লাস-লাইন্ড স্টিল কার্বন স্টিলের কাঠামোগত অখণ্ডতাকে বোরোসিলিকেট গ্লাসের রাসায়নিক প্রতিরোধের সাথে একত্রিত করে (pH 1-14, HF এবং গরম ঘন H3PO4 ছাড়া সমস্ত অ্যাসিড)। গ্লাস-টু-স্টিল বন্ধন 120C ডিফারেনশিয়াল তাপীয় শক সহ্য করতে পারে। PTFE/PFA-লাইন্ড স্টিল HF এর বিরুদ্ধে প্রতিরোধ ক্ষমতা সহ 180-260C পর্যন্ত প্রায় সর্বজনীন রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, যা কাঁচ সহ্য করতে পারে না। 2-8 মিমি লাইনিং পুরুত্ব স্ট্যান্ডার্ড, NACE SP0188 অনুযায়ী হলিডে সনাক্তকরণের জন্য স্পার্ক টেস্টিং (4-6 kV) সহ।

ক্ষয়-প্রতিরোধী চুল্লি উপকরণ তুলনা ম্যাট্রিক্স

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQ)

প্রশ্ন: পিটিং প্রতিরোধ সমতুল্য সংখ্যা (PREN) কী এবং চুল্লির উপাদানের নির্বাচনের জন্য এটি কীভাবে ব্যবহৃত হয়?

উত্তর: PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N। এটি স্থানীয় ক্লোরাইড পিটিং ক্ষয়ের বিরুদ্ধে একটি সংকর ধাতুর প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিমাপ করে। PREN <26 (304, 316) সহ উপকরণগুলি 60C এর উপরে ক্লোরাইড পিটিংয়ের জন্য সংবেদনশীল। PREN 32+ (ডুপ্লেক্স 2205) মাঝারি ক্লোরাইড এক্সপোজারের জন্য উপযুক্ত। PREN 42+ (254 SMO, 904L) সমুদ্রের জলের পিটিং প্রতিরোধ করে। PREN 52+ (Hastelloy C-276) সর্বোচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে, যেখানে সংকটজনক পিটিং তাপমাত্রা 1 M NaCl এ 90C এর উপরে থাকে। ক্লোরাইড-যুক্ত পরিবেশে চুল্লির উপাদানের নির্বাচনের জন্য PREN হল প্রাথমিক স্ক্রীনিং মেট্রিক।

প্রশ্ন: হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড (HF) পরিচালনার জন্য কোন চুল্লির উপাদান সুপারিশ করা হয়?

উত্তর: হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড কাঁচ, সিলিকা এবং বেশিরভাগ ধাতুকে আক্রমণ করে। প্রস্তাবিত উপকরণগুলি হল PTFE বা PFA-লাইন্ড কার্বন স্টিল (PTFE এর জন্য 180C পর্যন্ত, PFA এর জন্য 260C পর্যন্ত সমস্ত HF ঘনত্বের জন্য প্রতিরোধী), Monel 400 (Ni-Cu সংকর ধাতু, অ্যানহাইড্রাস HF এবং জলীয় HF 60% পর্যন্ত মাঝারি তাপমাত্রায় প্রতিরোধী), এবং ম্যাগনেসিয়াম সংকর ধাতু (অ্যানহাইড্রাস HF এর জন্য)। Hastelloy C-276 এবং টাইটানিয়াম HF পরিষেবার জন্য সুপারিশ করা হয় না, কারণ ফ্লোরাইড আয়ন তাদের প্যাসিভ অক্সাইড ফিল্ম দ্রবীভূত করে। NACE SP0188 লাইনিং পরিদর্শন মান প্রযোজ্য।

প্রশ্ন: ক্লোরাইড স্ট্রেস করোশন ক্র্যাকিং (Cl-SCC) কী এবং এটি চুল্লির উপাদানের নির্বাচনকে কীভাবে প্রভাবিত করে?

উত্তর: Cl-SCC হল একটি ক্র্যাকিং প্রক্রিয়া যা অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল (304, 316L) কে প্রভাবিত করে যখন তারা 60C এর উপরে তাপমাত্রায় ক্লোরাইড আয়নের (10 পিপিএম ঘনত্বেও) সংস্পর্শে আসে। ক্লোরাইড স্ট্রেস কনসেন্ট্রেশন পয়েন্টে (ওয়েল্ড, কোল্ড-ওয়ার্কড এলাকা) প্যাসিভ অক্সাইড ফিল্মে প্রবেশ করে, ট্রান্সগ্রানুলার বা ইন্টারগ্রানুলার ফাটল শুরু করে যা দ্রুত প্রসারিত হয়। প্রতিরোধের জন্য মাঝারি ক্লোরাইড এক্সপোজারের জন্য ডুপ্লেক্স স্টেইনলেস স্টিল (2205, PREN 35+) বা উচ্চ ক্লোরাইড + তাপমাত্রা পরিবেশের জন্য সুপার-অস্টেনিটিক/সুপার-ডুপ্লেক্স (2507, PREN 42+) এ পরিবর্তন প্রয়োজন।

প্রশ্ন: তৈরি বা মেরামতের পরে লাইনিংয়ের অখণ্ডতার জন্য গ্লাস-লাইন্ড স্টিল কীভাবে পরীক্ষা করা হয়?

উত্তর: গ্লাস-লাইন্ড স্টিলের অখণ্ডতা স্পার্ক টেস্টিং (ASTM D5162 অনুযায়ী 4-6 kV এ উচ্চ-ভোল্টেজ হলিডে সনাক্তকরণ) দ্বারা যাচাই করা হয় যা গ্লাস-টু-স্টিল বন্ধনে পিনহোল, ফাটল এবং হলিডে সনাক্ত করে। অতিরিক্ত পরীক্ষাগুলির মধ্যে দৃশ্যমান ফাটলের জন্য ডাই পেনিট্রান্ট টেস্টিং, পুরুত্ব পরিমাপ (DIN 28062 অনুযায়ী ন্যূনতম 0.8 মিমি) এবং ঠান্ডা জল এবং স্টিমের মধ্যে একটি তাপীয় শক পরীক্ষা অন্তর্ভুক্ত। NACE SP0188 স্ট্যান্ডার্ড গ্রহণযোগ্যতার মানদণ্ড সরবরাহ করে, এবং যে কোনও হলিডে পাওয়া গেলে পুনরায় গ্লাস করা (800-900C এ পুনরায় ফায়ারিং) বা ছোট ত্রুটির জন্য গোল্ড-ফয়েল প্যাচ মেরামতের প্রয়োজন হয়।