En la producció de spandex, els fluxos de procés contenen dissolvents polars com DMAC o DMF, isocianats no reaccionats i extensors de la cadena d'amines. Les seccions de polimerització funcionen a temperatures superiors als 200 graus. Les unitats aigües avall passen per cicles de calefacció i refrigeració repetits i neteja ocasional amb vapor. En aquest entorn, la corrosió localitzada-picadura, l'atac a les esquerdes i l'esquerda per corrosió per tensió- són una causa freqüent de fallada en l'acer inoxidable 316L i en alguns aliatges de níquel.
Els accessoris de tubs de titani s'han convertit en una opció estàndard a tota la indústria, no com una actualització exòtica, sinó com una solució provada als problemes de fiabilitat recurrents. A continuació s'explica on i per què s'especifiquen més sovint els components de titani, segons l'experiència real de la planta.
Reactors de polimerització
Les connexions internes del reactor (broquets d'alimentació, mànigues de pous tèrmics i brides de línia de recirculació) estan en contacte directe amb mescles d'isocianats calents i dissolvents polars. La combinació d'alta temperatura i la presència de clorurs de certs sistemes catalitzadors fa que la corrosió de les esquerdes sigui una veritable preocupació, especialment sota juntes i juntes roscades. S'utilitzen habitualment titani de grau 2 i 7 (grau 7 amb pal·ladi afegit, per a una millor resistència als àcids reductors). Els registres de camp mostren que els termowells de titani solen durar més que les alternatives inoxidables per un factor de tres a cinc, sense pèrdua de paret mesurable després de diversos anys de funcionament.
Equips d'intercanvi de calor
Els intercanviadors de calor de carcassa i tub i de plaques s'ocupen tant de tasques de calefacció com de refrigeració: refrigeració de polímers fosos, preescalfament de dissolvents i servei de condensador per a DMAC recuperat. El costat del tub sovint veu salmorra o aigua de refrigeració, mentre que el costat de la closca transporta solucions de polímer calent o corrents de vapor. Els tubs de titani i les làmines de tubs eliminen el risc d'esquerdes per corrosió per tensió induïda pel clorur que sovint obliga a endollar els tubs a les unitats 316L o 904L. A més, les superfícies de titani s'enfonsen més lentament, de manera que els coeficients generals de transferència de calor es mantenen més estables amb el temps i la neteja mecànica és necessària amb menys freqüència.
Tubs de transferència de procés
La solució de polímer es mou del reactor al recipient de desgasificació i després a la zona de filatura. Això significa tubs llargs amb colzes, tees i juntes amb brides. Les línies veuen alta pressió i el polímer gruixut s'adhereix a qualsevol superfície interna rugosa. Un forat llis redueix l'acumulació, de manera que la caiguda de pressió augmenta més lentament i es necessiten rentades amb dissolvent amb menys freqüència. En corbes i reductors, les partícules de gel abrasius erosionen metalls més tous, però el titani aguanta millor, de manera que aquests accessoris tenen una vida útil més llarga.
Col·lectors de patins de filtració
Abans que la droga de polímer entri al paquet de filatura, passa per múltiples etapes de filtració: prefiltres, cartutxos i, de vegades, elements metàl·lics sinteritzats. Els col·lectors i els acoblaments de desconnexió ràpida al voltant de les carcasses del filtre veuen pics de pressió cada vegada que el sistema es renta a contracor. Els gels també són abrasius. Els accessoris de titani forjat mantenen intactes les superfícies de segellat després de centenars de cicles de connexió i desconnexió. No fan mal, de manera que els fils es mantenen nets, cosa que no es pot dir per als graus inoxidables més suaus. I el titani no filtra cap ió metàl·lic al corrent de polímer, de manera que el filtrat es manté lliure de contaminants que podrien afectar el color o l'estabilitat del fil.
Components del paquet giratori
Dins del paquet giratori, les plaques distribuïdores de flux i els anells de segellat són peces petites però funcionalment crítiques. La solució de polímer en aquesta etapa és altament viscosa i conté gels fins que tendeixen a adherir-se a superfícies rugoses, provocant fluctuacions de pressió i posterior trencament del filament. L'acabat superficial del titani es pot mecanitzar amb una rugositat molt baixa i la seva naturalesa no catalítica significa que no desencadena cap reacció secundaria que pugui decolorar el polímer. Les dades de la planta indiquen que els paquets de filatura equipats amb parts internes de titani mostren lectures de pressió més consistents durant una campanya de 30 dies en comparació amb les alternatives d'acer inoxidable recobert, on el desgast del recobriment sovint provoca una deriva del rendiment després de dues setmanes.
Connexions auxiliars del dipòsit d'emmagatzematge
Els dipòsits d'emmagatzematge intermedis per a dissolvents, mescles de monòmers i solució de polímers acabats estan equipats amb brides d'indicador de nivell, broquets de sortida inferior i aixetes d'alleujament de pressió. Fins i tot una corrosió menor en aquestes línies auxiliars pot introduir ions metàl·lics que afecten l'estabilitat tèrmica del material emmagatzemat. Els accessoris de titani d'aquestes connexions de petit diàmetre proporcionen una resistència a la corrosió que segueix sent fiable tant en condicions d'emmagatzematge a temperatura ambiental com a elevada temperatura. El material també suporta les tensions d'expansió diferencials que es produeixen durant els procediments de sortida de vapor del tanc sense desenvolupar esquerdes a les juntes soldades.
Bucles de recuperació i reciclatge
Les seccions de recuperació i destil·lació tracten residus que poden ser àcids (pH 4-7) i contenen catalitzadors i aigua. El vapor també s'utilitza per a la regeneració. El titani tolera aquestes condicions variables sense perdre gruix. Les comprovacions anuals del gruix de la paret a les canonades de titani no mostren gairebé cap reducció, mentre que les línies 317L del mateix servei sovint necessiten reemplaçar-se en menys de dos anys.
En general, el titani s'especifica en aquests serveis perquè simplement dura més i provoca menys parades no programades. Moltes plantes que s'han canviat a accessoris de titani informen de campanyes més llargues i de menys treballs de reparació. A mesura que augmenten les taxes de producció i les condicions del procés són més exigents, és probable que l'ús del titani també s'estengui a altres parts de la planta, especialment on els nous graus d'elastòmer requereixen temperatures més altes o dissolvents més agressius.
