Στην παραγωγή spandex, τα ρεύματα διεργασίας περιέχουν πολικούς διαλύτες όπως DMAC ή DMF, ισοκυανικά που δεν αντέδρασαν και επεκτατικά αλυσίδας αμίνης. Τα τμήματα πολυμερισμού λειτουργούν σε θερμοκρασίες άνω των 200 μοιρών. Οι κατάντη μονάδες περνούν από επαναλαμβανόμενους κύκλους θέρμανσης και ψύξης και περιστασιακό καθαρισμό με ατμό. Σε αυτό το περιβάλλον, η εντοπισμένη διάβρωση-κοψίματος, η προσβολή ρωγμών και η διάβρωση λόγω καταπόνησης-είναι μια συχνή αιτία αστοχίας στον ανοξείδωτο χάλυβα 316L και σε ορισμένα κράματα νικελίου.
Τα εξαρτήματα σωλήνων τιτανίου έχουν γίνει μια τυπική επιλογή σε όλη τη βιομηχανία, όχι ως εξωτική αναβάθμιση, αλλά ως αποδεδειγμένη λύση σε επαναλαμβανόμενα προβλήματα αξιοπιστίας. Τα παρακάτω περιγράφουν πού και γιατί προσδιορίζονται συχνότερα τα συστατικά τιτανίου, με βάση την πραγματική εμπειρία της εγκατάστασης.
Αντιδραστήρες πολυμερισμού
Οι εσωτερικές συνδέσεις του αντιδραστήρα - ακροφύσια τροφοδοσίας, χιτώνια θερμοπηγαδιού και φλάντζες γραμμής ανακυκλοφορίας - βρίσκονται σε άμεση επαφή με θερμά μείγματα ισοκυανικών και πολικούς διαλύτες. Ο συνδυασμός υψηλής θερμοκρασίας και η παρουσία χλωριδίων από ορισμένα συστήματα καταλύτη καθιστά τη διάβρωση των ρωγμών πραγματική ανησυχία, ειδικά κάτω από παρεμβύσματα και αρμούς με σπείρωμα. Συνήθως χρησιμοποιούνται ποιότητες τιτανίου 2 και 7 (βαθμός 7 με πρόσθετο παλλάδιο, για καλύτερη αντίσταση στα αναγωγικά οξέα). Οι επιτόπιες καταγραφές δείχνουν ότι τα θερμοπηγάδια τιτανίου αντέχουν συνήθως τις ανοξείδωτες εναλλακτικές κατά ένα συντελεστή από τρία έως πέντε, χωρίς μετρήσιμη απώλεια τοιχώματος μετά από αρκετά χρόνια λειτουργίας.
Εξοπλισμός ανταλλαγής θερμότητας
Οι εναλλάκτες θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνα και πλάκας αναλαμβάνουν καθήκοντα θέρμανσης και ψύξης – ψύξη τήγματος πολυμερών, προθέρμανση διαλύτη και σέρβις συμπυκνωτή για ανακτημένο DMAC. Η πλευρά του σωλήνα συχνά βλέπει άλμη ή νερό ψύξης, ενώ η πλευρά του κελύφους φέρει ζεστά διαλύματα πολυμερούς ή ρεύματα ατμών. Οι σωλήνες και τα φύλλα σωλήνων τιτανίου εξαλείφουν τον κίνδυνο ρωγμάτωσης λόγω διάβρωσης λόγω τάσης που προκαλείται από το χλωρίδιο που συχνά αναγκάζει τη σύνδεση του σωλήνα σε μονάδες 316L ή 904L. Επιπλέον, οι επιφάνειες από τιτάνιο ρυπαίνουν πιο αργά, επομένως οι συντελεστές μεταφοράς θερμότητας γενικά παραμένουν πιο σταθεροί με την πάροδο του χρόνου και απαιτείται μηχανικός καθαρισμός λιγότερο συχνά.
Σωληνώσεις μεταφοράς διαδικασίας
Το διάλυμα πολυμερούς μετακινείται από τον αντιδραστήρα στο δοχείο απαέρωσης και μετά στην περιοχή περιδίνησης. Αυτό σημαίνει ότι οι σωλήνες έχουν μεγάλο μήκος με αγκώνες, μπλουζάκια και φλαντζωτούς συνδέσμους. Οι γραμμές βλέπουν υψηλή πίεση και το παχύ πολυμερές κολλάει σε οποιαδήποτε τραχιά εσωτερική επιφάνεια. Η λεία οπή μειώνει τη συσσώρευση, επομένως η πτώση πίεσης αυξάνεται πιο αργά και οι εκπλύσεις με διαλύτες χρειάζονται λιγότερο συχνά. Σε κάμψεις και μειωτήρες, τα σωματίδια λειαντικού τζελ διαβρώνουν τα μαλακότερα μέταλλα, αλλά το τιτάνιο κρατά καλύτερα, έτσι αυτά τα εξαρτήματα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
Πολλαπλές φίλτρου
Πριν εισέλθει το πολυμερές νάρκωμα στο περιστρεφόμενο πακέτο, διέρχεται από πολλαπλά στάδια φιλτραρίσματος - προ-φίλτρα, περιβλήματα φυσιγγίων και μερικές φορές συντηγμένα μεταλλικά στοιχεία. Οι πολλαπλές και οι σύνδεσμοι ταχείας αποσύνδεσης γύρω από τα περιβλήματα του φίλτρου βλέπουν αιχμές πίεσης κάθε φορά που το σύστημα κάνει αντίστροφη πλύση. Τα τζελ είναι επίσης λειαντικά. Τα σφυρήλατα εξαρτήματα τιτανίου διατηρούν ανέπαφες τις επιφάνειες στεγανοποίησης μετά από εκατοντάδες κύκλους σύνδεσης-αποσύνδεσης. Δεν χολώνουν, επομένως οι κλωστές παραμένουν καθαρές – κάτι που δεν μπορούμε να πούμε για πιο μαλακές ποιότητες ανοξείδωτου. Και το τιτάνιο δεν διοχετεύει μεταλλικά ιόντα στο ρεύμα του πολυμερούς, έτσι το διήθημα παραμένει απαλλαγμένο από ρύπους που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το χρώμα ή τη σταθερότητα του νήματος.
Στοιχεία περιστρεφόμενης συσκευασίας
Μέσα στο περιστρεφόμενο πακέτο, οι πλάκες διανομής ροής και οι δακτύλιοι στεγανοποίησης είναι μικρά αλλά λειτουργικά κρίσιμα μέρη. Το διάλυμα πολυμερούς σε αυτό το στάδιο είναι πολύ παχύρρευστο και περιέχει λεπτά πηκτώματα που τείνουν να προσκολλώνται σε τραχιές επιφάνειες, προκαλώντας διακυμάνσεις της πίεσης και επακόλουθη θραύση του νήματος. Το φινίρισμα της επιφάνειας του τιτανίου μπορεί να υποστεί μηχανική κατεργασία με πολύ χαμηλή τραχύτητα και η μη καταλυτική του φύση σημαίνει ότι δεν προκαλεί πλευρικές αντιδράσεις που θα μπορούσαν να αποχρωματίσουν το πολυμερές. Τα δεδομένα των εγκαταστάσεων υποδεικνύουν ότι τα πακέτα κλώσης που είναι εφοδιασμένα με εσωτερικά στοιχεία τιτανίου εμφανίζουν πιο σταθερές μετρήσεις πίεσης σε μια εκστρατεία 30 ημερών σε σύγκριση με εναλλακτικές λύσεις από ανοξείδωτο επίχρισμα, όπου η φθορά της επίστρωσης οδηγεί συχνά σε μετατόπιση της απόδοσης μετά από δύο εβδομάδες.
Βοηθητικές συνδέσεις δεξαμενής αποθήκευσης
Οι ενδιάμεσες δεξαμενές αποθήκευσης για διαλύτες, μείγματα μονομερών και ολοκληρωμένο διάλυμα πολυμερούς είναι εξοπλισμένες με χαλινάρια μετρητή στάθμης, ακροφύσια κάτω εξόδου και βρύσες ανακούφισης πίεσης. Ακόμη και μικρή διάβρωση σε αυτές τις βοηθητικές γραμμές μπορεί να εισάγει μεταλλικά ιόντα που επηρεάζουν τη θερμική σταθερότητα του αποθηκευμένου υλικού. Τα εξαρτήματα τιτανίου σε αυτές τις συνδέσεις μικρής διαμέτρου παρέχουν ένα όριο διάβρωσης που παραμένει αξιόπιστο τόσο σε συνθήκες περιβάλλοντος όσο και σε συνθήκες αποθήκευσης σε υψηλή θερμοκρασία. Το υλικό αντέχει επίσης τις διαφορικές τάσεις διαστολής που εμφανίζονται κατά τις διαδικασίες εξαγωγής ατμού της δεξαμενής χωρίς να δημιουργούνται ρωγμές στις συγκολλημένες αρθρώσεις.
Βρόχοι ανάκτησης και ανακύκλωσης
Τα τμήματα ανάκτησης και απόσταξης χειρίζονται υπολείμματα που μπορεί να είναι όξινα (pH 4-7) και περιέχουν καταλύτες και νερό. Ο ατμός χρησιμοποιείται επίσης για αναγέννηση. Το τιτάνιο ανέχεται αυτές τις ποικίλες συνθήκες χωρίς να χάνει πάχος. Οι ετήσιοι έλεγχοι πάχους τοιχώματος στις σωληνώσεις τιτανίου δεν δείχνουν σχεδόν καμία μείωση, ενώ οι γραμμές 317L στην ίδια υπηρεσία συχνά χρειάζονται αντικατάσταση σε λιγότερο από δύο χρόνια.
Συνολικά, το τιτάνιο καθορίζεται σε αυτές τις υπηρεσίες επειδή απλώς διαρκεί περισσότερο και προκαλεί λιγότερες απρογραμμάτιστες στάσεις. Πολλά εργοστάσια που έχουν αλλάξει σε εξαρτήματα τιτανίου αναφέρουν μεγαλύτερες εκστρατείες και λιγότερες εργασίες επισκευής. Καθώς οι ρυθμοί παραγωγής αυξάνονται και οι συνθήκες διεργασίας γίνονται πιο απαιτητικές, η χρήση τιτανίου είναι πιθανό να εξαπλωθεί και σε άλλα μέρη του εργοστασίου, ειδικά όπου οι νέες ποιότητες ελαστομερών απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες ή πιο επιθετικούς διαλύτες.
