एक विशेष रासायनिक दबाव पोत क्या है? सामग्री, डिजाइन और अनुप्रयोग

मूल प्रश्न का उत्तरःएक विशेष रासायनिक दबाव पात्र क्या है, और क्या सामग्री और डिजाइन विशेषताएं इसे मानक कार्बन स्टील उपकरण से अलग करती हैं?एक विशेष रासायनिक दबाव कंटेनर एक ASME धारा VIII कोडित कंटेनर है जिसे आक्रामक रासायनिक सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया हैऔर उच्च शुद्धता वाले तरल पदार्थों में कार्बन या स्टेनलेस स्टील से परे संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं और अस्तरों का उपयोगसामग्री में हैस्टेलॉय सी-276 (पीआरईएन = 65.3), टाइटेनियम ग्रेड 2 / ग्रेड 7 (पीआरईएन = 23.7-34.3), टैंटलम ओवरले (कार्बन स्टील पर लेपित) और पीटीएफई या ग्लास अस्तर शामिल हैं।6% FeCl3 समाधान में *क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT) * 35°C (316L) से >100°C (Hastelloy C-276) तक होता है, क्लोराइड युक्त प्रक्रिया प्रवाह के लिए सामग्री चयन का मार्गदर्शन।

1सामग्री चयन के मूल सिद्धांत

विशेष रासायनिक सेवा के लिए पात्र सामग्री का चयन संक्षारक वातावरण, तापमान, एकाग्रता,और कई मिश्र धातु परिवारों के बीच लागत-प्रदर्शन समझौता.

• **पीटिंग और क्रैच जंग का आकलनः**क्लोराइड-प्रेरित पिटिंग विशेष रासायनिक पात्रों में प्रमुख विफलता मोड है। *PREN (पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या) * = %Cr + 3.3*%Mo + 16*%N प्रतिरोध को मापता हैः316L (PREN = 23-26) 35°C CPT तक सीमित है; 2205 डुप्लेक्स (PREN = 34-38) 60-70°C तक फैला; Hastelloy C-276 (PREN = 65-70) 100°C से अधिक है।दरार-प्रवण ज्यामिति (गस्केट सतहों) में डिजाइन को नियंत्रित करता हैएएसटीएम जी48 विधि सी (6% FeCl3 + 1% HCl) सीपीटी निर्धारित करती है, जबकि विधि डी मानक मिश्र धातु तुलना के लिए सीसीटी निर्धारित करती है।
• **टाइटनियम में हाइड्रोजन पिकअप और एम्ब्रैक्टिलमेंटः**टाइटेनियम के पात्र (सामान्य रासायनिक सेवा के लिए ग्रुप 2, पैलाडियम के साथ एसिड को कम करने के लिए ग्रुप 7) 300 पीपीएम एच से अधिक हाइड्रोजन पिकअप के लिए संवेदनशील हैं।हाइड्राइड वर्षा और भंगुर फ्रैक्चर का कारणहाइड्रोजन अवशोषण हाइड्रोजन सेवा और सक्रिय धातुओं (एल्यूमीनियम, जिंक) के साथ गैल्वानिक संपर्क में 80 °C से अधिक तापमान पर तेज होता है।डिजाइन उपायों में 300°C से कम सेवा तापमान को सीमित करना शामिल है, TiO2 निष्क्रिय फिल्म को बनाए रखने के लिए ऑक्सीकरण की स्थिति (Fe3+ आयन या ऑक्सीजन) बनाए रखने और कम कीमती धातुओं से टाइटेनियम को विद्युत रूप से अलग करके कैथोडिक क्षेत्रों से बचने के लिए।आवधिक हाइड्रोजन विश्लेषण (हर 2-5 वर्षों में) हाइड्राइड प्रगति की निगरानी करता है.
• **आवरण और ओवरले समाधानः**बड़े जहाजों के लिए जहां ठोस मिश्र धातु निर्माण बहुत महंगा होगा,*विस्फोट-बंधन प्लाटेड प्लेट* (3-10 मिमी कार्बन स्टील के आधार पर संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु) या *वेल्ड ओवरले* (2-6 मिमी GTAW या SAW के माध्यम से जमा) 70-90% लागत बचत प्रदान करता हैटैंटलम ओवरले (0.5-1.0 मिमी) 150°C से ऊपर केंद्रित H2SO4 और 100°C से ऊपर HCl को संभालता है, जहां Hastelloy C-276 भी विफल हो जाता है।ग्लास अस्तर (जीएफएस) 200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर पूरे पीएच रेंज (0-14) के लिए रासायनिक निष्क्रियता प्रदान करता है, *Ra < 0.8 μm* सतह खत्म दवा और ठीक रासायनिक सेवा में उत्पाद संदूषण को रोकने के साथ।

2विशेष रासायनिक दबाव वाहिकाओं के प्रमुख प्रकार

विशेष रासायनिक पात्रों को प्राथमिक संक्षारक माध्यम और संबंधित सामग्री रणनीति द्वारा वर्गीकृत किया जाता है।तीन प्रतिनिधि अनुप्रयोग सामग्री इंजीनियरिंग के स्पेक्ट्रम को दर्शाते हैं:

• **हेलोजन और हेलोजन एसिड सेवा पोत:**ये पात्र क्लोरीन गैस (सूखा, < 150°C), ब्रोमिन, हाइड्रोक्लोरिक एसिड (0-37% एकाग्रता) और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को संभालते हैं। गीले क्लोरीन और एचसीएल सेवा के लिए, टाइटेनियम ग्र।2 (सूखा Cl2 150°C तक) या Hastelloy C-276 (नीले Cl2 और सभी HCl सांद्रता 70°C तक) निर्दिष्ट हैHF सेवा के लिए, 100°C तक मोनेल 400 (Ni-Cu मिश्र धातु) मानक है; 100°C से ऊपर, कार्बन स्टील (पानी रहित HF तक सीमित) या Inconel 625 का उपयोग किया जाता है।वेल्ड भरने धातु वेल्ड सीम पर गैल्वानिक जंग से बचने के लिए बेस धातु रसायन मेल खाना चाहिए, और 1,060-1,120°C पर *वेल्ड के बाद समाधान एनीलिंग* HAZ में संक्षारण प्रतिरोध को बहाल करता है।
• **ऑक्सीकरण एसिड और पेरोक्साइड सेवा पोत:**केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड (> 90% परिवेश 150°C पर) और नाइट्रिक एसिड (0-100% परिवेश 80°C पर) के लिए, सामग्री का चयन आइसोकॉरोशन वक्रों का पालन करता हैः316L < 5% H2SO4 और सभी HNO3 सांद्रता को संभालता है; केंद्रित H2SO4 के लिए, कार्बन स्टील (> 90% और < 38°C तक सीमित) या टैंटलम ओवरले (> 150°C) की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड सेवा के लिए (0-50%), उच्च शुद्धता 316L (S ≤ 0.005%) या एल्यूमीनियम (> 35% H2O2) उत्प्रेरक अपघटन को रोकता है, इलेक्ट्रोपोलिश्ड सतहों (Ra < 0.4 μm) के साथ O2 विकास के लिए न्यूक्लेएशन साइटों को समाप्त करना।
• **उच्च शुद्धता वाले औषधीय और ठीक रासायनिक पात्र:**ये एएसएमई-बीपीई-अनुरूप कंटेनर उत्पाद-संपर्क सतहों के लिए 316L स्टेनलेस स्टील (एस ≤ 0.035%, रा ≤ 0.4 μm इलेक्ट्रोपॉलिशिंग के बाद) का उपयोग करते हैं,ASME-BPE SF5 (मैकेनिकली पॉलिश) या SF1 (इलेक्ट्रोपोलिड) खत्म विनिर्देशों के साथजैकेट निर्माण (अर्ध-पाइप या गुदगुदी जैकेट) -20°C से 200°C तक तापमान नियंत्रण प्रदान करता है। शून्य मृत-पैर वाल्व, सैनिटरी क्लैंप फिटिंग (ASME-BPE JT श्रृंखला),और साफ जगह (सीआईपी) स्प्रे गेंदों 21 सीएफआर भाग 11 और आईसीएच Q7 जीएमपी आवश्यकताओं के तहत सत्यापन सुनिश्चितटैंटलम या ग्लास-लाइन किए गए संस्करणों का उपयोग एसिड-संवेदनशील संश्लेषण के लिए किया जाता है जहां 316L की संक्षारण दर 0.1 मिमी/वर्ष से अधिक होती है।

विशेष रासायनिक दबाव पोत सामग्री तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: सामग्री चयन के लिए महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान (सीपीटी) कैसे निर्धारित और उपयोग किया जाता है?

A: CPT को ASTM G48 विधि C के अनुसार निर्धारित किया जाता है: कूपन नमूनों को 6% FeCl3 + 1% HCl समाधान में 24 घंटों के लिए 2.5°C की वृद्धि में बढ़ते तापमान पर डुबोया जाता है।सीपीटी सबसे कम तापमान है जिस पर पिटिंग देखा जाता हैडिजाइन के लिए, कंटेनर सामग्री सीपीटी को क्लोराइड युक्त सेवा में अधिकतम सेवा तापमान से कम से कम 15-25 डिग्री सेल्सियस ऊपर होना चाहिए (यह सीमा दरार जंग के लिए जिम्मेदार है,जो पिटिंग से कम तापमान पर होता है)उदाहरण के लिए, यदि प्रक्रिया प्रवाह में 70°C पर 1,000 ppm Cl− होता है, तो CPT > 85°C के साथ एक सामग्री की आवश्यकता होती है। 316L (CPT 35°C) विफल हो जाता है, 2205 (CPT 60°C) विफल हो जाता है, Hastelloy C-276 (CPT > 100°C) उपयुक्त है।

प्रश्न: विस्फोट-बंधनयुक्त प्लाटेड प्लेट क्या है और इसका उपयोग विशेष रासायनिक पात्रों के लिए कब किया जाता है?

A: विस्फोट बंधन अत्यधिक दबाव के तहत कार्बन या कम मिश्र धातु स्टील आधार प्लेट पर संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातु (CRA) परत (3-10 मिमी) को मजबूर करने के लिए नियंत्रित विस्फोटक प्रभारों का उपयोग करता है,गर्मी प्रभावित क्षेत्र के बिना एक धातु विज्ञान बंधन बनानेप्लाटेड प्लेट कार्बन स्टील सब्सट्रेट की कीमत पर सीआरए का संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है, जो बड़े जहाजों के लिए ठोस सीआरए निर्माण की तुलना में 70-90% की बचत प्रदान करती है।इसका प्रयोग तब किया जाता है जब दीवार की मोटाई 25-30 मिमी से अधिक हो और सीआरए लागत (हैस्टेलॉयवेल्ड ओवरले (जीटीएडब्ल्यू के माध्यम से सीआरए जमा करना) छोटी सतहों या मरम्मत के काम के लिए एक विकल्प है।

प्रश्न: विशेष रासायनिक पात्रों में हाइड्रोजन पिकअप टाइटेनियम सेवा तापमान को क्यों सीमित करता है?

उत्तर: टाइटेनियम हाइड्रोजन को कम करने वाले अम्लीय वातावरण में आक्रामक रूप से अवशोषित करता है, विशेष रूप से 80 डिग्री सेल्सियस से ऊपर और सक्रिय धातुओं के साथ गैल्वनिक संपर्क में। 300-500 पीपीएम हाइड्रोजन सामग्री से ऊपर,अनाज की सीमाओं पर भंगुर टाइटेनियम हाइड्राइड (TiH2) अवसाद, एक लचीला-से-भंगुर संक्रमण और संभावित विनाशकारी फ्रैक्चर का कारण बनता है। निष्क्रिय TiO2 फिल्म आमतौर पर हाइड्रोजन प्रवेश को सीमित करती है, लेकिन डीएएएटेड या कम करने वाली परिस्थितियों में (कोई ऑक्सीजन या Fe3+ आयन नहीं),डिजाइन उपायों में तापमान को सीमित करना, ऑक्सीकरण स्थितियों को बनाए रखना (FeCl3 या CuSO4 जोड़ना), एल्यूमीनियम और जिंक से टाइटेनियम को अलग करना,और हाइड्रोजन सामग्री की आवधिक निगरानी (ASTM E1447) हर 2-5 वर्षों में.

प्रश्न: फार्मास्युटिकल दबाव वाहिकाओं के लिए कौन से ASME-BPE परिष्करण वर्गीकरण लागू होते हैं?

एः ASME-BPE सतह खत्म को SF1 (इलेक्ट्रोपोलिश्ड, Ra ≤ 0.4 μm, फार्मास्युटिकल ग्रेड), SF2 (इलेक्ट्रोपोलिश्ड, Ra ≤ 0.6 μm), SF3 (मैकेनिकल पॉलिश, Ra ≤ 0.4 μm) के रूप में परिभाषित करता है।SF4 (मैकेनिकली पॉलिश), Ra ≤ 0.6 μm) और SF5 (मैकेनिकली पॉलिश, Ra ≤ 0.8 μm, औद्योगिक ग्रेड) । SF1 या SF2 को निष्फल प्रसंस्करण में उत्पाद संपर्क सतहों के लिए आवश्यक है;SF4 या SF5 गैर बाँझ संपर्क सतहों के लिए स्वीकार्य हैRa मूल्य को कई स्थानों पर प्रोफाइलोमीटर माप के द्वारा सत्यापित किया जाता है,और इलेक्ट्रोपॉलिशिंग 25-40 माइक्रोन सामग्री को हटाने के लिए सूक्ष्म दरारों को समाप्त करता है जो प्रदूषकों को आश्रय दे सकते हैं या उत्पाद के क्षरण को ट्रिगर कर सकते हैं.

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