تطبيقات ومزايا شرائح التيتانيوم في مجال حماية البيئة

باختصار، بسببمقاومة التآكل الممتازة، والقوة العالية، وعمر الخدمة الطويل، وصداقة بيئية استثنائية، أصبحت شرائح التيتانيوم مكونات حاسمة في المشاريع الهندسية البيئية المتطلبة ، وخاصة في السيناريوهات التي تنطوي على وسائل تآكل وتتطلب استقرار المعدات على المدى الطويل.

تطبيقات محددة للوحات التيتانية في حماية البيئة

شرائح التيتانيوم ، كمكونات اتصال أساسية في أنظمة الأنابيب المستخدمة لربط الأنابيب والصمامات والمعدات ، وضمان ختم النظام وسلامة الهيكل ،تستخدم بشكل رئيسي في البيئات التآكلية العالية التالية في القطاع البيئي:

1. أنظمة إزالة الكبريت من غازات الدخان

   • سيناريو التطبيق:أنظمة معالجة غازات التبخر في محطات توليد الطاقة الحرارية ومحطات حرق النفايات والصناعات المعدنية والكيميائية.ثاني أكسيد الكبريت (SO2)، الكلوريدات (على سبيل المثال، HCl) ، الفلوريدات، والرطوبة، وخلق بيئات حمضية تآكل للغاية (على سبيل المثال، حمض الكبريتيك المخفف، حمض الكبريت).

   • الدور:تستخدم شرائح التيتانيوم لربط الممتصات والقنوات وأنظمة الرش والأنابيب المتداولة داخل أنظمة FGD.إنها نقاط اتصال حاسمة تضمن أن نظام معالجة الغازات التآكلية بأكمله يبقى خالياً من التسرب.

2. أنظمة معالجة مياه الصرف الصناعي

   • سيناريو التطبيق:محطات معالجة مياه الصرف الصحي عالية التركيز من الصناعات الكيميائية والصيدلانية والغلاف الكهربائي والطباعة وصبغ الورق.أيونات الكلوريد (Cl−)، الأحماض القوية (مثل حمض الهيدروكلوريك، حمض الكبريتيك) ، القليات القوية، المواد الكيميائية المأكسة، الخ.

   • الدور:أجهزة التيتانيوم تربط غلايات التفاعل، وخزانات الرواسب، ووحدات التصفية، وأنابيب الأكسدة المتقدمة (مثل معالجة الأوزون) ، وأنابيب نقل مياه الصرف الصحي.خاصة في المناطق التي تتطلب مقاومة التشوهات الكلورية (SCC).

3. أنظمة تحلية مياه البحر

   • سيناريو التطبيق:محطات تحلية مياه البحر باستخدام التناضح العكسي (SWRO) والتقطير متعدد التأثيرات (MED). مياه البحر هي مادة كهربائية قوية طبيعية تحتوي على تركيزات عالية من أيونات الكلوريد ،والتي تآكل معظم المعادن بشكل كبير.

   • الدور:يتم استخدام شظايا التيتانيوم على نطاق واسع في أنابيب استيعاب مياه البحر، وأنظمة المعالجة المسبقة، والاتصالات لهياكل غشاء التناضح العكسي عالية الضغط،وقطع توصيل لأنظمة تبادل الحرارة في وحدات التقطير.

4. معالجة النفايات الخطرة

   • سيناريو التطبيق:مرافق معالجة السوائل النفايات الخطرة التي تحتوي على الأحماض أو القلي أو المذيبات العضوية.

   • الدور:ضمان السلامة المطلقة والموثوقية في نقاط اتصال خطوط الأنابيب أثناء نقل ومعالجة هذه الوسائط الخطرة للغاية ، ومنع تسرب المواد الضارة.

5. التعدين المائي والمعالجة الكيميائية

   • سيناريو التطبيق:على الرغم من أنها أكثر صناعية ، إلا أن معالجتها البيئية في نهاية الأنابيب ترتبط ارتباطًا وثيقًا. تستخدم في العمليات التي تنطوي على الكلور وحمض الهيدروكلوريك والمياه الملكية ، إلخ ، للتفاعلات والاستخراج.

   • الدور:تستخدم للاتصالات بين المعدات والأنابيب، وضمان احتواء عمليات الإنتاج وإعادة التدوير.

II. المزايا الرئيسية للشرائح التيتانيوم

التيتانيوم (وخاصة الصفات التجارية النقية مثل GR2، GR1) يوفر مزايا لا يمكن استبدالها مقارنة بمواد أخرى مثل الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 304، 316L) ، الفولاذ المزدوج، والسبائك القائمة على النيكل (مثل.g، Hastelloy) في التطبيقات البيئية:

1. مقاومة التآكل العالية (الميزة الأساسية)

   • مقاومة لتآكل أيونات الكلوريد:هذه هي الميزة البارزة للتيتانيومحفرةوتشق التآكل عن طريق الإجهاد (SCC)بسبب أيونات الكلوريد، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ ضعيف للغاية. وهذا يمنحه عمر خدمة طويل للغاية عند التعامل مع مياه البحر، والمياه الصرفية التي تحتوي على الكلوريد،والغازات المدخنة (التي تحتوي على HCl).

   • مقاومة البيئات الحمضية:التيتانيوم يعمل بشكل جيد في الأحماض المأكسدة (مثل حمض النيتريك ، حمض الكروميك) والأحماض المقللة الضعيفة. على الرغم من أنه يتآكل بشكل أسرع في الأحماض غير المأكسدة (مثل حمض الهيدروكلوريك النقي ، حمض الكبريتيك) ،في بيئات FGD، وجود المواد المأكسة (على سبيل المثال، SO2، O2) يدفع إلى تشكيل سريعفيلم سلبي كثيف ومستقر من أكسيد التيتانيوم (TiO2)على السطح، ووقف فعالة المزيد من التآكل.

   • مقاومة للتآكل في الشقوق:اتصالات الشبكة عرضة لتآكل الشقوق. مقاومة التيتانيوم لتآكل الشقوق في بيئات عالية الكلوريد متفوقة بكثير على الفولاذ المقاوم للصدأ.

2. قوة ميكانيكية ممتازة ووزن خفيف

   • التيتانيوم لديه قوة عالية ولكن كثافة (~ 4.51 غرام / سم 3) أقل بكثير من الفولاذ (~ 7.9 غرام / سم 3). وهذا يعني لنفس متطلبات القوة ، يمكن جعل شرائح التيتانيوم أخف وزنا ، مما يساعد في تحسينتقليل حمولة النظام، وهو مفيد بشكل خاص للممتصات الكبيرة أو القنوات المرتفعة.

3. حياة خدمة طويلة وتكلفة دورة حياة منخفضة (LCC)

   • على الرغم من أن تكلفة المواد الأولية للتيتانيوم أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ ، إلا أن طبيعته خالية تقريبًا من الصيانة ، ومعدل الفشل المنخفض للغاية ، وعمر الخدمة الطويل للغاية (20-30 عامًا أو أكثر ،في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ قد يحتاج إلى استبدال في غضون بضع سنوات)تكلفة الملكية الإجمالية.

   • وتتجنب خسائر الإنتاج الضخمة والاستثمارات الثانوية الناجمة عن فترات التوقف عن الاستخدام في الاستبدال والإصلاح، مما يجعلها اقتصادية للغاية على المدى الطويل.

4. الصداقة البيئية والسلامة الممتازة

   • التوافق الحيوي:التيتانيوم غير سام و غير ضار و متوافق جيد مع الأنسجة البشرية و البيئة حتى لو دخلت منتجات التآكل النظاممما يجعلها مناسبة للغاية لمعالجة المياه حيث تكون جودة الصرف الصحي حاسمة.

   • السلامة العالية:موثوقيتها العالية تقلل إلى حد كبير من خطر فشل خط الأنابيب وتسرب المواد الخطرة بسبب التآكل ، وهو أمر حاسم لحماية البيئة وسلامة المشغلين.

5. خصائص تصنيع جيدة

   • يمكن تصنيع شرائح التيتانيوم من خلال التزوير والصب ، وما إلى ذلك ، وتلبية مختلف درجات الضغط (PN6-PN100) والمعايير (GB ، ASME ، JIS ، وما إلى ذلك).

III. المقارنة مع المواد الأخرى