Формирование композиционных антинакипных слоев на теплопередающих элементах судовых энергетических установок

• Автор: Машталяр, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ГЛАВА 1. Литературный обзор
1.1. Анализ исследований процессов накипеобразования в энергетических установках
1.2. Современные представления о процессе солеотложения
1.2.1. Химический состав накипи
1.2.2. Факторы, влияющие на процесс накипеобразования
1.2.3. Влияние тепловых и гидравлических параметров на накипеобразование
1.2.3.1. Основные закономерности процессов накипеобразования
1.2.3.2. Влияние температуры теплоотдающей поверхности
1.2.3.3. Влияние упаривания в пристенном слое
1.2.3.4. Влияние тепловой нагрузки
1.2.3.5. Влияние скорости потока
1.2.3.6. Влияние режима теплообмена
1.3. Анализ методов борьбы с накипеобразованием
1.4. Современное представление исследования процесса накипеобразования
1.5. Анализ литературных данных и постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. Материалы и методики экспериментов
2.1. Характеристика материалов. Подготовка образцов
2.2. Установка для плазменного-электролитического оксидирования
2.3. Методы термического анализа
2.4. Атомно-абсорбционный анализ
2.5. Рентгенофазовый анализ
2.6. Определение хлорности
2.7. Электрохимическая импедансная спектроскопия

2.8. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса
2.9. Методика исследования процессов накипеобразования
2.9.1. Реальная теплообменная установка с нагревателем “труба в трубе”
2.9.2. Испарительная установка Э52-35915 для проведения исследования накипеобразования
2.9.3. Методика определения накипеобразования в реальном теплообменнике ПД-10т
ГЛАВА 3. Влияние покрытий на интенсивность процессов
солеотложения
3.1. Поверхностные слои, получаемые методом плазменного электролитического оксидирования
3.2. Изучение антинакипных свойств композиционных покрытий на реальной теплообменной установке с нагревателем “труба в трубе”
3.3. Проверка антинакипных свойств композиционных покрытий на испарительной установке Э52-35915
3.4. Материальный баланс процесса выпаривания морской воды
3.5. Определения накипеобразования в теплообменнике ПД
ГЛАВА 4. Изучение морфологической структуры и электрохимических
свойств антинакипных слов
4.1. Особенности термического поведения различных фракций политетрафторэтилена
4.2. Импедансное исследование антинакипных комбинационных слоев
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 116 ПРИЛОЖЕНИЕ
Одной из основных проблем, которую приходится решать при создании теплообменного оборудования современных судовых энергетических установок (СЭУ), является проблема накипеобразования. Использование морской воды в промышленности является одним из основных направлений развития энергосберегающих технологий. Особое значение приобретает использование морской воды в судовых энергетических установках, в частности для судов, потребляющих большое количество пресной воды и пара и долгое время находящихся в море.
Однако питание теплообменных установок морской и высокоминерализованной водой вызывает трудности. К современным судовым энергетическим установкам предъявляются весьма высокие требования по водоподготовке и водному режиму. Правила технической эксплуатации строго регламентируют содержание растворенных в воде и паре веществ. Такие требования необходимы для обеспечения надежной работы котельной установки, т.к. даже незначительные отложения на греющих поверхностях при существующих тепловых нагрузках могут привести к резкому возрастанию температуры стенки металла и пережогу трубок. Повышенное содержание солей в паре приводит к образованию отложений в пароперегревателе и выходу его из строя. Все это резко снижает экономичность и надежность работы энергетической установки в целом, прежде всего из-за накипеобразования на теплопередающих поверхностях. Эта же проблема приобретает еще большую актуальность при использовании морской воды в теплообменных установках.
Использование процесса кипения позволяет снимать высокие тепловые потоки при относительно низких температурных напорах. Благодаря этой способности процесс кипения насыщенной и недогретой жидкости получил широкое распространение во многих областях техники: в термических опреснителях, системах охлаждения самого различного назначения, в

1.5. Анализ литературных данных и постановка задачи исследования
Проведенный анализ литературных данных свидетельствует о недостаточно полной изученности гидрофобных антинакипных покрытиях на титане. Поэтому представляется целесообразным изучение особенностей формирования гетерогенных слоев на титане, установление взаимосвязи состава, структуры физико-химических свойств получаемых композиционных покрытий.
Для достижения указанной цели необходимо:
- Уставить влияния отложений на процессы теплообмена на поверхностях нагрева элементов судового оборудования, работающего на морской воде;
- Разработать способ формирования и изучить состав и свойства антинакипных композиционных покрытий для титановых теплопередающих поверхностей элементов судовых энергетических установок;
- Установить закономерности термического поведения различных фракций политетрафторэтилена, входящих в состав композиционных слоев;
- Установить характер изменений, происходящих на границе раздела электрод/композиционное покрытие и причины, обуславливающие отличие в электрохимическом поведении антинакипных слоев с различными фракциями политетрафторэтилена;
- определить влияние композиционных слоев на образование отложений на теплообменных поверхностях судовых энергетических установок.