Для титанового электронагревателя, используемого для плавления эвтектической соли 50/50 (NaCl-KCl) при температуре 700 градусов, почему толстый (5 мкм) слой анодированного оксида вреден, в то время как тонкий (0,2 мкм) природный оксид обеспечивает достаточную защиту в течение нескольких циклов?
Оставить сообщение
При температуре 700 градусов в расплавленной эвтектической соли NaCl-KCl титан образует природный оксид (0,1–0,3 мкм), который медленно растет и остается прилипшим. Толстый анодированный оксид (5 мкм) содержит внутренние напряжения и микротрещины, образовавшиеся в процессе анодирования. При температуре 700 градусов толстый оксид расслаивается из-за несоответствия температурного расширения, подвергая свежий титан быстрому окислению. Тонкий природный оксид, выращенный в процессе эксплуатации, более податлив и -устойчив к растрескиванию.
Количественное отслаивание оксидов в зависимости от исходной толщины
В расплавленном NaCl-KCl при температуре 700 градусов термические циклы (25 градусов → 700 градусов → 25 градусов):
| Начальная толщина оксида (мкм) | Источник оксида | Циклы до раскола | Потеря металла за 100 циклов (мкм) |
|---|---|---|---|
| 0,1 (натуральный) | Рост на-месте | >100 | 5–10 |
| 0,2 (натуральный) | Рост на-месте | >100 | 5–10 |
| 1,0 (термический, воздух 400 градусов) | Предварительно-окисленный | 20–40 | 20–50 |
| 3,0 (анодированный) | Анодирование | 5–15 | 50–100 |
| 5,0 (анодированный) | Анодирование | 3–8 | 100–200 |
| 10,0 (анодированный) | Анодирование | 1–3 | 200–500 |
Влияние состава соли на стабильность оксида
| Солевой состав | Срок службы естественного оксида (циклы) | Анодированный оксид (5 мкм) Срок службы (циклов) |
|---|---|---|
| NaCl-KCl (50/50) | >100 | 3–8 |
| NaCl-KCl + 5% MgCl₂ | 50–100 | 2–5 |
| только NaCl- | 100–200 | 5–10 |
Руководство по подготовке оксида для работы с расплавленной солью
| Желаемый срок службы (циклов) | Рекомендуемый исходный оксид | Способ приготовления |
|---|---|---|
| <10 | Любой | Не рекомендуется для тонких стенок. |
| 10–30 | Натуральный или<1 µm thermal | Только маринованные |
| 30–100 | Натуральный (выращенный in-in situ) | Только рост сервиса |
| >100 | Естественный + контролируемый нагрев- | Медленный подъем до 700 градусов. |
Инженерные рекомендации
При работе с расплавленной хлоридной солью при температуре 700 градусов избегайте анодированных или толстых предварительно-формованных оксидов. Установите нагреватель в протравленном состоянии и дайте естественному оксиду вырасти во время эксплуатации при медленном начальном нагреве-(2 градуса в минуту). Используя тонкий природный оксид, инженер предотвращает растрескивание и продлевает срок службы нагревателя.
