Miksi kalajauhon käsittelyastiassa (paljon suolaa, orgaanisia happoja, 95 astetta, sekoitettuna) miksi 1,2 mm:n seinämän paksuinen titaanivaippa hajoaa nopeammin eroosion -korroosion vuoksi nestehöyryn-rajapinnassa kuin 1,6 mm:n?

Perimmäinen vaihto-titaanilämmittimen suunnittelussa kalajauhon jalostukseen
Kalankäsittelyastiat ovat 95-asteisia, ja niissä on runsaasti suolaa (3-5 % NaCl) ja orgaanisia happoja (etikka, voihappo) kalan hajoamisesta. Kalaraaka-aine sekoitetaan astiaa sekoittamalla. Titaanivaipat tarjoavat korroosionkestävyyden. Neste-höyryn rajapinta kohdassa, jossa lämmitin tulee lietteen pintaan, altistuu vakavimmille olosuhteille roiskeiden, osittaisen kostutuksen ja happirikastumisen vuoksi. Tässä rajapinnassa 1,2 mm:n titaaniseinä rikkoutuu eroosion-korroosion takia nopeammin kuin 1,6 mm:n seinä. 1,2 mm:n seinä kulkee hieman viileämpänä (1-2 astetta), mikä voi tuntua hyvältä, mutta avainongelma on mekaaninen. Ohuemmalla seinällä on pienempi poikkileikkaus hiukkasiskun (kalojen kiintoaineista) ja korroosion yhteisvaikutusten huomioon ottamiseksi. Tämä analyysi kuvaa mekanismia ja kvantifioi eliniän eron.

Vaikutus mekaaniseen eheyteen: Eroosio{0}}Korroosio käyttöliittymässä
Titaanivaippa kostutetaan ja kuivataan vaihtoehtoisesti nestehöyryn kosketuksessa. Kalan kiinteiden aineiden (luunpalaset, suomut, lihahiukkaset) vaikutus vaippaan tällä levoton alueella. Eroosio-korroosionopeus on E_nopeus=k × v^n × C_p × (1/t_scale) t_scalen tehollisen esteen paksuuden kanssa. Poikkileikkausmoduuli on pienempi 1,2 mm seinällä, joten paikallinen jännitys on suurempi samalla hiukkasiskuvoimalla, mikä johtaa passiivisen kalvon poiston kiihtymiseen. Vielä tärkeämpää on, että 1,2 mm:n seinällä on vähemmän lämpömassaa, ja siksi se kiertää lämpötilaa nopeammin roiskeiden aikana, mikä johtaa useampaan{14}}laajenemissykleihin, jotka rikkovat passiivikalvon.

Suurin ero on itämisaika, ennen kuin eroosio{0}}korroosio kiihtyy, ei vakaan tilan korroosionopeus. Seinämäpaksuudella 1,2 mm inkubointiaika 3-6 kuukautta. 9–12 kuukautta 1,6 mm:n seinämillä. Kun eroosio-korroosio esiintyy, nopeudet ovat molemmilla samanlaiset (0,3-0,5 mm vuodessa), mutta 1,2 mm:n seinämä alkaa liueta nopeammin ja häviää vähemmän materiaalia. Kalajauhokasvien tiedot osoittavat, että 1,2 mm seinät murtuvat rajapinnassa 12-18 kuukaudessa; 1,6 mm seinät kestävät 30-36 kuukautta.

Vaikutus lämpösuorituskykyyn: Rajapinnan lämpötila ja likaantuminen
1,2 mm seinän rajapintalämpötila on jonkin verran viileämpi (1-2 astetta samalla tehotiheydellä) minimoiden proteiinin likaantumisen ja korroosionopeuden. Mutta paksumman seinän lämpöhyöty on minimaalinen ja mekaaninen hyöty enemmän kuin suurempi. 1,6 mm:n seinä kestää paremmin kalanluun iskun aiheuttamaa lommotusta ja säilyttää sileämmän pinnan ja vähemmän kiinnittymistä.

Synteesi kauppa-off: vertailu 1,2 mm ja 1,6 mm välillä
Parametri Seinämän paksuus 1,2 mm Seinämän paksuus 1,6 mm Ero
Itämisaika (kuukautta eroosiokorroosion alkamiseen) 4 kuukautta 10 kuukautta 1,6 mm kestää 2,5 × pidempään ennen hyökkäämistä
Eroosio-korroosionopeus (vakiotila), mm/vuosi Vertailukelpoinen 0,4 mm/vuosi 0,35 mm/vuosi
Aika rei'itykseen aloittamisesta (kk) 1,2/0,4 × 12=36 kuukautta 1,6/0,35 × 12=55 kuukautta 1,6 mm:ssä on enemmän materiaalia
Kokonaiskäyttöikä (kk) 4 + 36=40 kuukautta (3,3 vuotta) 10 + 55=65 kuukautta (5,4 vuotta) 1,6 mm jäljellä 1,6 x pidempi
Iskunkestävyys (mekaaninen kestävyys) Keskitaso Korkea Kestää lommoilua jopa 1,6 mm Kustannus Perustaso +33% materiaalia 60% pidempi käyttöikä oikeuttaa sen
1,6 mm:n seinämän käyttöikä on 60 % pidempi kuin 1,2 mm:n seinämän kalajauhon käsittelyssä.

Suunnittelu seinän ulkopuolella: liitännän suojaaminen ja lämmittimen sijainti
Vikapaikka on nestehöyryn{0}}rajapinnassa, joten käyttöikää voidaan pidentää siirtämällä liitäntää. Kiukaan asentaminen pystysuoraan lämmitettävän osan ollessa täysin veden alla (kylmätappi työntyy nesteen yläpuolelle) eliminoi vuorovaikutuksen kokonaan. Mikään nestehöyryn vuorovaikutus-ei tarkoita roiskeita, märkä-/kuivakiertoa eikä eroosio-korroosiopitoisuutta. Täysin upotuskäytössä 1,2 mm:n seinä on 6+ vuotta. Vaihtoehtoisesti roiskesuoja (rei'itetty ruostumaton teräsputki lämmittimen ympärillä rajapinnassa) vähentää hiukkasten törmäysnopeutta 80–90 % pidentää 1,2 mm:n seinämän inkubaatioaikaa 12+ kuukauteen ja kokonaiskäyttöikää 4+ vuoteen.

Johtopäätös: 1,6 mm:n seinä on suositeltava käyttöliittymän paljastamiseen
Prosessointiastia, jota käytetään kalajauhon valmistukseen, jossa on runsaasti suolaa, orgaanisia happoja 95 C:ssa sekoittaen. Titaanivaippa, jonka seinämäpaksuus on 1,2 mm, altistuu eroosio-korroosiolle nopeammin nestehöyryn-rajapinnalla kuin 1,6 mm:n seinämän paksuiselle kotelolle. Ohuemmalla seinällä on lyhyempi itämisaika (4 kuukautta vs. 10 kuukautta) ja vähemmän materiaalia menetettäväksi hyökkäyksen alkaessa. 1.6 mm seinä tarjoaa 60 % pidemmän käyttöiän (5,4 vuotta vs. 3,3 vuotta). Suositeltu standardi on 1,6 mm:n seinämän paksuus, luokan 2 titaanivaippa. Lämmitin tulee sijoittaa pystysuoraan, jos mahdollista, jotta nestehöyryn rajapinta pysyy mahdollisimman pienellä roiskevyöhykkeellä. 1.2mm on hyväksyttävää, jos täysin upotettu toiminta on mahdollista. Kerro valmistajalle ennustettu kiinteiden hiukkasten pitoisuus ja sekoituksen voimakkuus. Pienin suositeltu seinämänpaksuus kalajauhon käsittelyssä ja rajapinnalle altistumisessa on 1,6 mm 5 vuoden suunnittelussa.