انتخاب پودر فلز متخلخل برای کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات PEM

کارکردن یک سیستم الکترولیز PEM در اوج راندمان فقط مربوط به انتخاب غشا یا طراحی پشته مناسب نیست. اینپودر فلز متخلخلبرای ساخت عناصر فیلتر استفاده می‌شود، نقشی آرام‌تر اما به همان اندازه تعیین‌کننده در مدت زمانی که تجهیزات شما تمیز، کاربردی و مقرون به صرفه می‌مانند، دارد. هنگامی که فواصل تعمیر و نگهداری بیشتر از هم فاصله می‌گیرد و چرخه‌های تعویض کندتر می‌شوند، پس‌انداز سریع انباشته می‌شود. این مقاله نشان می‌دهد که چگونه انتخاب عمدی پودر به هزینه‌های کمتر تعمیر و نگهداری تجهیزات PEM تبدیل می‌شود - و چرا جزئیات بیشتر از آنچه اکثر اپراتورها متوجه می‌شوند اهمیت دارند.

چگونه انتخاب پودر فلز پخته شده بر دوام فیلتر PEM تأثیر می گذارد؟

ترکیب پودر یکپارچگی ساختاری طولانی مدت- را شکل می‌دهد

نحوه واکنش عنصر فیلتر نهایی به محیط الکتروشیمیایی خشن در یک سیستم PEM بستگی به نوع ماده ای دارد که بستر از آن ساخته شده است (پودر فلز متخلخل). پودر تیتانیوم، به ویژه مواد با درجه خلوص 0A-در جلوگیری از ورود یون‌ها و اکسیداسیون به داخل آن بسیار بهتر از درجه‌های تجاری معمولی است. هنگامی که اسکلت متخلخل چرخه شکل پس از چرخه خود را حفظ می کند، عنصر فیلتر دچار شکستگی های ریز- نمی شود که به ذرات اجازه ورود به جریان الکترولیت را بدهد. در موقعیت‌های فیلتر کمکی که تغییرات دما و تنش مکانیکی نگرانی‌های اصلی هستند، آلیاژهای مبتنی بر نیکل-و پودرهای فولاد ضد زنگ SS316L به خوبی کار می‌کنند.

پارامترهای تف جوشی پایداری شبکه منفذی را تعیین می کنند

پارامترهای پخت ناسازگار می تواند ساختار متخلخلی ایجاد کند که خیلی زود خراب می شود، حتی با مواد اولیه با کیفیت-. مهندسان از اصطلاح "شکل گیری گردن" برای توصیف پیوند قوی بین ذرات پودر استفاده می کنند. این پیوند به چگونگی مدیریت دما و اتمسفر در طول پخت بستگی دارد. وقتی بارها و بارها تحت فشار قرار می گیرند،

یک عنصر فیلتر تیتانیوم متخلخل که به خوبی زینتر شده بود، توزیع اندازه منافذ برنامه ریزی شده خود را حفظ می کند. از طرف دیگر، یک سینتر بد به مرور زمان کانال های منفذی خود را از دست می دهد که فشار دیفرانسیل را افزایش می دهد و نیاز به تعویض زودتر دارد. مطالعات در مجلات متالورژی پودر به طور مکرر نشان می دهد که بهینه سازی دمای تف جوشی منجر به تغییرات اندازه گیری شده در استحکام فشاری و پایداری منافذ فیلتر تیتانیوم می شود.

خلوص پودر فلز متخلخل برای عملکرد پایدار فیلتراسیون PEM

محتوای اکسیژن به عنوان یک شاخص کیفیت حیاتی

یکی از عوامل مهم در ساخت فیلتر PEM میزان اکسیژن پودر تیتانیوم است. مقدار زیادی اکسیژن در پودر خام وجود دارد که به تشکیل یک لایه اکسید در داخل اسکلت متخلخل کمک می کند. این لایه هم هدایت الکتریکی و هم مقاومت در برابر زنگ زدگی را کاهش می دهد. در یک سلول الکترولیز PEM، عنصر فیلتر در تماس مستقیم با محیط اسیدی و آب شارژ شده است. حتی یک کاهش کوچک در رسانایی به این معنی است که انرژی هدر می رود و مواد سریعتر تجزیه می شوند. محصول اصلی که NAVI Titanium می‌فروشد، پودر تیتانیوم ریز{5}}کم اکسیژن است که مستقیماً با حفظ پیوستگی فلزی چارچوب متخلخل، این نوع خرابی را برطرف می‌کند.

ردیابی آلاینده ها و اثر تجمعی آنها بر سلامت سیستم

حتی اگر ناخالصی ها در چه زمانی مهم به نظر نرسندپودر فلز متخلخلدر حال ساخت است، آنها می توانند در ساختار متخلخل در حین تف جوشی جمع شوند و سپس در حین کار دستگاه به جریان الکترولیت نشت کنند.

مشخص است که آهن، کلرید و گوگرد{0}}حاوی آلاینده‌ها می‌توانند به مرور زمان به غشاهای PEM آسیب برسانند و آنها را کمتر مفید کرده و هزینه جایگزینی را افزایش دهند. با انتخاب پودر فلز پخته شده با خلوص بالا با گواهی ترکیب شیمیایی که بررسی شده است، می توان از این خطر در بالادست جلوگیری کرد. این کار قبل از اینکه مشکل در پایین دست گران شود انجام می شود. به همان اندازه مهم است که شیمی پودر از دسته ای به دسته دیگر یکنواخت باشد. اگر مواد اولیه ثابت نباشد، فیلترها در طول دوره های تولید به درستی کار نخواهند کرد.

چگونه ویژگی های پودر بر سایش و رسوب فیلتر PEM تأثیر می گذارد

توزیع اندازه ذرات و تأثیر آن بر معماری منافذ

سرعت جریان، اندازه منافذ و تعداد منافذ در عنصر فیلتر نهایی همگی مستقیماً تحت تأثیر توزیع اندازه ذرات در ورودی پودر هستند. وقتی صحبت از کاربردهای الکترولیتی PEM با دقت بالا می‌شود که نیاز به رهگیری کمتر از 10 میکرومتر دارند، بخش‌های پودری ظریف‌تر، منافذی را تنگ‌تر می‌کنند. از سوی دیگر، کسرهای پودری درشت‌تر از نرخ جریان بالاتری پشتیبانی می‌کنند که استانداردهای حفظ ذرات آنقدر سخت‌گیرانه نباشد. هنگامی که توزیع اندازه ذرات به دقت مدیریت و ثبت می شود، عنصر فیلتر در طول عمر مفید خود به طور مداوم کار می کند، در مناطق خاصی مانند زمانی که تفاوت اندازه منافذ باعث می شود مسیرهای جریان خاصی محتمل تر شود، مسدود نمی شود.

مورفولوژی سطح و مقاومت در برابر چسبندگی ذرات

نحوه ایجاد بیوفیلم و مقیاس مواد معدنی در داخل منافذ در طول استفاده طولانی مدت به بافت سطح هر ذره پودر بستگی دارد. پودرهای آلیاژ تیتانیوم و نیکل با کیفیت بالا اغلب دارای اشکال کروی یا تقریباً کروی هستند.

این اشکال دیواره‌های منافذ را صاف‌تر می‌کنند که باعث می‌شود بهتر از چسبیدن ذرات جلوگیری کنند. این ویژگی میزان رسوبی که اتفاق می‌افتد را کاهش می‌دهد و زمان بین چرخه‌های تمیز کردن را افزایش می‌دهد که مستقیماً هزینه‌های کار و مواد شیمیایی مورد استفاده برای نگهداری فیلتر را کاهش می‌دهد.

انتخاب پودر فلز زینتر شده برای طولانی‌تر-عناصر فیلتر PEM با دوام بیشتر

ترکیب پودر گرادیان و انعطاف پذیری ساختاری

مهندسان می‌توانند با ترکیب بخش‌های پودری درشت و ریز در نسبت درجه‌بندی محاسبه‌شده، عناصر فیلتر را با ساختارهای منافذ لایه‌ای بسازند. سمت فیلتراسیون دارای منافذ متراکم است، در حالی که سمت پشتیبانی دارای منافذ باز است. این طراحی گرادیان تنش مکانیکی را به طور گسترده‌تری در سراسر دیواره فیلتر پخش می‌کند. این نوع خستگی متمرکز را متوقف می کند که باعث می شود عناصر فیلتر تک لایه ترک بخورند یا در هنگام تغییر فشار لایه لایه شوند. برای اینکه منطق مرکب کار کند، مهم است که بدانیم دقیقاً چگونه هر کسر پودر در طول پخت واکنش نشان می دهد. به همین دلیل همکاری با یک تولید کننده با تجربه پودر فلز متخلخل بسیار مهم است.

مطابقت مواد با شرایط عملیاتی

قطعات فیلتر بسته به جایی که در یک سیستم PEM قرار دارند به روش های مختلفی تحت فشار قرار می گیرند.پودر فلز متخلخلمخلوط هایی که دارای خواص مکانیکی پایدار بالای 200 درجه هستند در مناطق{1}در دمای بالا مورد نیاز هستند. آلیاژهای مبتنی بر نیکل{3}}مانند Hastelloy C276 یا Inconel برای این کار بهترین هستند.

سطوح پودر تیتانیوم خالص برای قبل{0} فیلتر کردن آب خوراک خوب هستند زیرا زنگ نمی‌زنند. به جای استفاده از یک روش-یک اندازه-مناسب-، مطمئن ترین راه برای افزایش عمر فیلترها و کاهش تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده، تطبیق مشخصات پودر با شرایط عملیاتی واقعی است.

چگونه پودر فلز متخلخل سفارشی از عملیات PEM قابل اطمینان پشتیبانی می کند

ساختارهای منفذی متناسب برای کاربرد-عملکرد خاص

با اشکال منافذ سفارشی شده از 5 میکرومتر تا 80 میکرومتر، اپراتورهای PEM می‌توانند دقت تشخیص دقیق و نرخ شار مورد نیاز سیستم خود را تنظیم کنند، بدون اینکه نیازی به مهندسی بیش از-قطعاتی که بدون کارکرد هزینه را افزایش می‌دهند. کارشناسان NAVI Titanium مستقیماً با مشتریان کار می کنند تا بهترین محدوده اندازه منافذ، درصد تخلخل و استحکام مکانیکی را برای هر برنامه مشخص کنند. بر اساس این اطلاعات مواد پودری را انتخاب و مخلوط می کنند. عناصر فیلتر{6}}برنامه مهندسی شده با کالاهای موجودی متفاوت است زیرا با این سطح از دقت مشخصات ساخته شده‌اند.

پایداری دسته ای به عنوان پایه ای برای برنامه ریزی تعمیر و نگهداری قابل پیش بینی

کیفیت پودر ثابت از دسته ای به دسته دیگر منجر به عملکرد ثابت فیلتر در تعداد خریدهای بزرگ می شود. رفتار فیلتر قابل پیش بینی به معنای برنامه های نگهداری قابل پیش بینی برای اپراتورهایی است که مسئول چندین واحد PEM هستند یا می خواهند هیدروژن سبز را در مقیاس بزرگ بسازند.

این پیش بینی پذیری ورودی مستقیمی در محاسبات کل هزینه مالکیت است. وعده‌های ساختاری مانند روش‌های معتبر منبع‌یابی پودر و کنترل کیفیت دقیق در مرحله پخت، پایداری دسته‌ای را ممکن می‌سازد، نه صرفاً تصادفی.

نتیجه گیری

یکی از مهم ترین مواردی که باید در هنگام خرید یک عنصر فیلتر PEM به آن فکر کنید این است کهپودر فلز متخلخلبرای استفاده. مدت زمان ماندگاری عناصر فیلتر، میزان کارکرد آنها و میزان نگهداری آنها به طور مستقیم به خالص بودن پودر، نحوه پخش شدن ذرات، میزان اکسیژن موجود در هوا و میزان تطابق مواد با شرایط مربوط است. هنگامی که مهندسان و تیم های خرید، استاندارد پودر را به جای متغیر ثانویه به عنوان یک متغیر استراتژیک در نظر می گیرند، تجهیزات برای مدت طولانی تری فعال و کار می کنند و هزینه کمتری در طول عمر خود دارند.

یک محلول پودر فلز پخته شده سفارشی از NAVI Titanium دریافت کنید

از سال 2008، NAVI Titanium در زمینه های فیلتراسیون صنعتی و انرژی هیدروژن کار کرده است. این شرکت در منطقه{2}فناوری پیشرفته بائوجی، که در وسط راهروی تولید تیتانیوم چین است، مستقر است. به عنوان یک متخصص درپودر فلز متخلخلNAVI Titanium سطوح-تیتانیوم فوق‌العاده خالص، فولاد ضد زنگ، آلیاژ نیکل و پودر برنز را ارائه می‌کند که برای استفاده‌های سخت PEM طراحی شده‌اند. توصیه‌های طراحی خاص{2}}برنامه، پخت دقیق، و کنترل کیفیت دسته‌ای دقیق، اطمینان حاصل می‌کنند که هر محصول هر بار همان‌طور که باید عمل کند. با تیم فنی ما تماس بگیرید تا در مورد جزئیات پودر خود صحبت کنید و راه حلی متناسب با سیستم PEM خود دریافت کنید.

لطفا ایمیل بزنیدsales@navititanium.comبرای ارتباط با NAVI Titanium.

مراجع

1. آلمانی، RM (2005). متالورژی پودر و پردازش مواد ذرات معلق فدراسیون صنایع پودر فلز، پرینستون، نیوجرسی.

2. باربیر، ف. (1392). الکترولیز PEM برای تولید هیدروژن از منابع انرژی تجدید پذیر. انرژی خورشیدی، جلد{5}}، شماره 5، الزویر.

3. Liu, H., & Zhang, J. (ویراستار). (2008). الکتروکاتالیز پیل‌های سوختی مستقیم متانول: از مبانی تا کاربردها وایلی{8}VCH، واینهایم.

4. Yan, X., & Xu, G. (2016). سازه های تیتانیوم متخلخل ساخته شده توسط متالورژی پودر برای کاربردهای فیلتراسیون صنعتی. مجله فناوری پردازش مواد، الزویر.

5. کاردارلی، اف (2008). کتاب راهنمای مواد: مرجع مختصر دسکتاپ (ویرایش دوم). Springer{7}}Verlag، لندن.

6. اسمیت، بی.، رایمر، جی، اولدنبورگ، سی ام، و بورگ، آی سی (2014). مقدمه ای بر جذب و ترسیب کربن. انتشارات امپریال کالج، لندن. (مرجع به زمینه رسانه فیلتراسیون الکتروشیمیایی در سیستم های هیدروژن صنعتی.)