Natriy borat (Na₂B₄O₇) 8% konsentratsiyada va 95 daraja bufer va korroziya inhibitori sifatida ishlatiladi. Borat ionlari (B₄O₇²⁻) titanda himoya plyonka hosil qilishi mumkin, ammo bu plyonkaning barqarorligi metall yuzasida borat konsentratsiyasiga bog'liq. Tsiklik isitishda chegara qatlami bo'ylab harorat gradienti borat ionlarining ko'chishi yoki cho'kishiga olib keladi. Konsentratsiya gradienti rivojlanadi, bunda borat kontsentratsiyasi sovuqroq quyma eritmada yuqori va issiq trubka yuzasida past konsentratsiyaga ega. Ushbu gradient passiv plyonkani beqarorlashtiradi, bu esa mahalliy noziklashuvga olib keladi. Sirtdagi borat konsentratsiyasi 2% dan oshganda passiv plyonka barqaror bo'lib qoladi.

Boratlar kontsentratsiyasining gradient hosil bo'lish mexanizmi

Barqaror haroratda{0}}borat ionlari issiq titan yuzasiga tarqaladi, lekin termal diffuziya (Soret effekti) ularni issiq sirtdan uzoqlashtiradi. Aniq ta'sir - bu yo'qolgan chegara qatlami bo'lib, quvur yuzasida borat konsentratsiyasi quyma eritmaga qaraganda 10-30% pastroqdir. Tsiklik isitish vaqtida (yoqish{5}}o'chirish davrlarida) konsentratsiya gradienti tebranadi. Isitgich o'chganda, sirt soviydi va borat ionlari sirtga qaytib tarqalib, vaqtinchalik passivatsiyaga olib keladi. Isitgich yana ishga tushganda, gradient qaytadan-o'rnatiladi va sirt quriydi. Ushbu tsiklik tükenme va tiklanish passiv plyonkani zo'riqtiradi, bu esa yorilish va parchalanishga olib keladi.

Yuzaki borat kontsentratsiyasining funktsiyasi sifatida miqdoriy passiv plyonka barqarorligi

8% natriy boratida (ommaviy konsentratsiyada) 95 gradusda tsiklik isitishda (1 soat yoqilgan, 1 soat o'chirilgan) boshqariladigan sinov 2-darajali titanium uchun turli sirt borat konsentrasiyalarida passiv plyonka barqarorligini aniqladi. 4-5% (boyitilgan) sirt konsentratsiyasida passiv plyonka qalinligi 5-8 nm, plyonka barqaror va yopishqoq bo'lib, 1000 tsikldan keyin chuqurchalar paydo bo'lmaydi. 3-4% (yaqin katta hajmda), qalinligi 3-5 nm, plyonka o'rtacha darajada barqaror va vaqti-vaqti bilan 500 tsikldan keyin chuqurchalar paydo bo'ladi. 2-3% (o'rtacha kamayishi) qalinligi 2-4 nm, plyonka yorilishni ko'rsatadi va 200-400 tsikldan keyin chuqurlik boshlanadi. 1-2% (tushgan), qalinligi 1-3 nm, plyonka beqaror va chuqurlik 50-200 tsiklda sodir bo'ladi. 1% dan past bo'lsa, passiv plyonka to'liq ishlamay qoladi va bir xil korroziya yiliga 0,1-0,3 mm da sodir bo'ladi.

Boratlar kontsentratsiyasi va aylanish chastotasining sirtning kamayishiga ta'siri

Sirtning kamayishi jiddiyligi boratning ommaviy konsentratsiyasiga va aylanish chastotasiga bog'liq. 4% quyma boratda, tsiklik isitish ostida sirt kontsentratsiyasi 2-3% ni tashkil qiladi, bu marjinaldir. 6% hajmda sirt konsentratsiyasi 3-4% ni tashkil qiladi, bu o'rtacha barqarordir. 8% ommaviy (nominal) da sirt konsentratsiyasi 4-5% ni tashkil qiladi, bu barqaror. 10% massada sirt konsentratsiyasi 5-6% ni tashkil qiladi, bu juda barqaror. Tsikl chastotasi soatiga 6 tsiklda (10 daqiqa yoqilgan, 10 daqiqa o'chirilgan) sirt kontsentratsiyasi kuniga 2 tsiklga qaraganda 10-20% ga past bo'ladi, chunki chegara qatlamini tiklash uchun vaqt yo'q.

Titanli isitgichlar uchun borat konsentratsiyasi va tsiklni boshqarish bo'yicha qo'llanma

Quyidagi jadvalda 2-darajali titaniumda 95 gradusda passiv plyonka barqarorligini saqlab qolish uchun quyma borat konsentratsiyasi va tsikl parametrlari bo'yicha tavsiyalar berilgan.

Konsentratsiyani nazorat qilishdan tashqari muhandislik

Titan darajasi kontsentratsiya gradyanlari ostida passiv plyonka barqarorligiga ta'sir qiladi. 7-sinf (barqarorlangan palladiy) 1,5% gacha bo'lgan sirt borat konsentratsiyasida barqaror plyonkani saqlaydi, bu esa kattaroq xavfsizlik chegarasini ta'minlaydi. 12-sinf oraliq takomillashtirishni taklif qiladi. Devor qalinligi passiv plyonkaga ta'sir qilmaydi. Isitish tezligi muhim; sekin ramping (daqiqada 1 daraja) tez rampaga (minutiga 10 daraja) nisbatan kontsentratsiya gradientini kamaytiradi. Eritmani aralashtirish (mikser yoki sirkulyatsiya pompasi) chegara qatlamining qalinligini kamaytirish orqali kontsentratsiya gradientini kamaytiradi.

Axborotlashtirilgan spetsifikatsiyani yaratish

8% natriy boratli titaniumli qoplamali isitgich uchun siklik isitish bilan 95 daraja, velosipedda 4% dan yuqori sirt konsentratsiyasini ta'minlash uchun quyma borat konsentratsiyasini 8-10% darajasida saqlang. Agar aylanish chastotasi soatiga 6 tsikldan oshsa, ommaviy konsentratsiyani 10% ga oshiring. Passiv plyonkaning beqarorligi (tartibsiz quvvat iste'moli yoki chuqurlik bilan ko'rsatilgan) mavjud isitgichlar uchun konsentratsiyani 10% ga oshirish yoki aylanish chastotasini kamaytirish uchun borat qo'shing. Ish paytida pH ni kuzatib boring; pH 9 dan pastga tushsa, natriy gidroksid qo'shing. Borat kontsentratsiyasi gradientini etarli miqdordagi kontsentratsiya va kamaytirilgan aylanish chastotasi orqali nazorat qilish orqali muhandis titaniumli isitgichlarda barqaror passiv plyonkani saqlaydi.