40–60 derecede %20 hidroflorik asit (HF) çözeltisi için, 2 mm PFA duvarının erozyonunu 0,1 mm/yılın altında tutmak için izin verilen maksimum akış hızı 1,5–2,0 m/s'dir. Silis kumu bulamaçlarından farklı olarak HF'nin kendisi katı parçacıklar içermez; bir sıvıdır. Saf bir sıvının (katı madde içermeyen) erozyonu, yüzeye çarpacak hiçbir parçacık olmadığından hıza bakılmaksızın ihmal edilebilir düzeydedir. Endişe, erozyonkatı parçacıklarHF çözeltisinde bulunabilenler (örn. metal florürler, cam çözünmesinden elde edilen silika). HF temizse (katı madde yoksa), akış hızı ölçülebilir erozyon olmadan 5 m/s'ye kadar çıkabilir. HF askıda katı maddeler içeriyorsa (tipik olarak metal florürlerin çökeldiği asitleme banyolarında), erozyon hızı herhangi bir aşındırıcı bulamaçla aynı kurallara uyar (bkz. Madde #72). Temiz %20 HF için sınır erozyon değil kimyasal nüfuzdur. Katı maddeler içeren HF için hızı, 0,1 mm/yıl erozyon için 1,5–2,0 m/s ile sınırlayın.
HF Hizmetinde Erozyon ve Kimyasal Geçirgenlik
| Parametre | Temiz %20 HF (katı madde yok) | %20 HF + 1% katılar (örn. CaF₂, MgF₂) |
|---|---|---|
| Baskın bozunma mekanizması | Geçirgenlik (kimyasal) | Erozyon + geçirgenlik |
| Geçirgenlik oranı (2 mm, 60 derece) | 0,5–1,0 g/m²·gün | 0,5–1,0 g/m²·gün (değişmedi) |
| 2 m/s'de erozyon oranı (mm/yıl) | <0.01 (negligible) | 0.08–0.12 |
| 3 m/s'de erozyon hızı | <0.01 | 0.20–0.30 |
| 4 m/s'de erozyon hızı | <0.01 | 0.40–0.60 |
| 0,1 mm/yıl erozyon için maksimum hız | >10 m/s | 1.8–2.2 m/s |
HF Asitleme Banyolarında Parçacık Erozyonu
HF ile çelik temizlemede (paslanmaz çelik için), banyo çözünmüş demir ve krom florürler içerir. Bazıları ince parçacıklar (1-10 µm) halinde çökebilir. Bu parçacıklar yüksek hızlarda PFA'yı aşındırabilir. 5 µm partiküller için erozyon oranı, 100 µm partiküller için olandan daha düşüktür (bkz. Makale #72). 10 µm'nin altındaki parçacıklar için erozyon hızı 2 m/s'de 0,01–0,05 mm/yıldır - ihmal edilebilir düzeydedir. Daha büyük parçacıklar için (yukarı akış ölçeğinden veya cam kirliliğinden) erozyon önemli olabilir.
Temiz HF için Maksimum Hız (Katı Madde Yok)
| HF Konsantrasyonu | Sıcaklık (derece) | Baskın Giyim | Maksimum Hız (m/s) | Sınırlayıcı Faktör |
|---|---|---|---|---|
| 20% | 40 | geçirgenlik | Sınır yok (hızdan bağımsız nüfuz) | Duvar kalınlığı |
| 20% | 60 | geçirgenlik | Sınır yok | Duvar kalınlığı |
| 20% | 80 | geçirgenlik | Sınır yok | Duvar kalınlığı (korozyon) |
| 30% | 60 | geçirgenlik | Sınır yok | - |
| 50% | 60 | geçirgenlik | Sınır yok | - |
Temiz HF için hız, nüfuzu etkilemez. Nüfuz etme, akış hızıyla değil, konsantrasyon gradyanı ile sağlanır. Böylece ısıtıcı, aşındırıcı aşınma olmadan herhangi bir hızda (5–10 m/s'ye kadar) çalışabilir.
Askıda Katı Maddelerle HF için Maksimum Hız
| Parçacık Türü | Parçacık Boyutu (μm) | Konsantrasyon (ağırlıkça%) | 0,1 mm/yıl için Maksimum Hız (m/s) | Notlar |
|---|---|---|---|---|
| CaF₂ (yumuşak) | 10–50 | 0.5% | 3.5–4.0 | Düşük erozyon |
| CaF₂ | 100–200 | 0.5% | 2.0–2.5 | Ilıman |
| Silika (cam) | 10–50 | 0.1% | 2.0–2.5 | Sert parçacıklar |
| Silika | 100–200 | 0.1% | 1.2–1.5 | Yüksek erozyon |
| Metal florürler (karışık) | 5–30 | 1% | 2.5–3.0 | Asitleme banyoları için tipik |
Alan Örneği
Paslanmaz çelik bir asitleme hattında %0,5–1 askıda metal florürler (5–20 µm) ile 55 derecede %20 HF kullanıldı. PFA ısıtıcısı (2 mm duvar) 3 m/s akış hızında çalıştırıldı. 2 yıl sonra duvar kalınlığı 1,7 mm olarak ölçüldü (erozyon 0,15 mm/yıl – 0,1 mm hedefinin üzerinde). Tesis akış hızını 2 m/s'ye düşürdü. Erozyon 0,08 mm/yıl'a düştü. Tesis ayrıca katı maddeleri uzaklaştırmak için bir çökeltme tankı kurdu ve konsantrasyonu %0,2'ye düşürdü. 2 m/s'de ve %0,2 katılarda erozyon<0.05 mm/year.
HF Hizmetinde Erozyon Tespiti
Ultrasonik kalınlık ölçümü(bkz. Madde #46) her 6 ayda bir.
Görsel inceleme: HF, PFA üzerinde görünür izler bırakmayabilir (renk değişikliği olmamalıdır). Kalınlığı ölçün.
Çukurlaşma olup olmadığını kontrol edin: HF sıklıkla tekdüze erozyona değil çukurlaşmaya neden olur. Küçük çukurlara (0,5-2 mm çapında) bakın.
HF Hizmeti için Tasarım Önerileri
| HF Tipi | Önerilen Maksimum Hız | Duvar Kalınlığı | Muayene Aralığı |
|---|---|---|---|
| HF'yi temizleyin (katı madde yok) | Limit yok (5 m/s'ye kadar) | 2,0 mm | Her 2 yılda bir (nüfuz etme) |
| HF ile<0.5% soft solids | 2.5 m/s | 2,0–2,5 mm | Yıllık |
| %0,5–1 yumuşak katı içeren HF | 2.0 m/s | 2,5 mm | Her 6 ayda bir |
| HF with >%1 yumuşak katılar | 1.5 m/s | 3,0 mm | Her 6 ayda bir |
| Herhangi bir sert katı madde (silika) içeren HF | 1.0–1.5 m/s | 3,0 mm | Her 3 ayda bir |
Sonuç: Temiz %20 HF için Hız, Erozyonla İlgili Bir Sorun Değildir; Katı Maddeli HF için 1,5–2,0 m/s ile Sınırlayın
Temiz %20 HF çözeltisi (askıda katı madde içermeyen) için, 2 mm'lik bir PFA duvarı için izin verilen maksimum akış hızı erozyonla sınırlı değildir; 10 m/s'de bile erozyon ihmal edilebilir düzeydedir (<0.01 mm/year). The dominant failure mode is chemical permeation, which is independent of velocity. For HF containing suspended solids (metal fluorides, silica), erosion becomes significant. To keep erosion below 0.1 mm/year, limit flow velocity to 1.5–2.0 m/s for typical solids concentrations (0.5–1%). The presence of solids is the key factor. Clean HF is safe at high velocity. Dirty HF requires slower flow. Filter out solids, or slow down your pump. Your heater's thickness depends on it. Measure, filter, control. In HF, erosion is not from the acid itself, but from what it carries. Clean your acid, protect your heater. Your wall will thank you.
