Kislotali rux bilan qoplangan vannalar uchun (pH 3,5) 55 daraja, ftorid ionlarining 50 ppm dan yuqori bo'lishi qanday qilib titandan Hastelloyga o'tishni talab qiladi?

Titan 2-darajasi, ko'p hollarda, kislotali rux qoplamali eritmasini boshqaradi - odatda xlorid asosidagi yoki sulfat xlorid formulalari pH 3,5 va 55 daraja - da ishlaydi, bu biroz qattiq muhitdir. Biroq, ko'plab zamonaviy yuqori tezlikda sink qoplama operatsiyalari o'tkazuvchanlikni yaxshilash, otish kuchini oshirish yoki plastinka uchun qiyin substratlarni faollashtirish uchun ftorid yoki floroborat ionlarini qo'shadi. Ftorid ionlarining kontsentratsiyasi 50 ppm dan ortiq bo'lsa, titanning korroziya harakati tubdan o'zgaradi, bu passiv qatlamning tez parchalanishiga va bir xil hujumga olib keladi, bu esa bir necha hafta ichida standart o'lchovli isitgich trubkasini teshib qo'yishi mumkin. Ushbu maqola titandan foydalanish mumkin bo'lmagan ftorid kontsentratsiyasining chegaraviy miqdorini tavsiflaydi va Hastelloy C-276 yoki C-22 isitish moslamasi uchun zarur bo'lgan parametrlarni belgilaydi.

Titanning ftorid bilan hujum qilish mexanizmi
Titan o'zining barqaror, yopishgan passiv TiO 2 plyonkasi tufayli mukammal korroziyaga chidamliligiga ega. Bu plyonka kimyoviy erish reaksiyasida ftorid ionlari tomonidan hujumga uchraydi. TiO 2 + 6F - + 4H + → TiF 6 2 - + 2H 2 O Geksaftortitanat birikmasi eriydi va shuning uchun passiv qoplama kimyoviy yo'l bilan yo'q qilinadi va shunchaki kirib ketmaydi. Qatlam erishi bilan uning ostidagi titanium metall kislotali hammomga ta'sir qiladi va tezda korroziyaga uchraydi. Ftoridning hujumi keng tarqalgan va bir hil bo'lib, xloridlar tomonidan lokalizatsiya qilingan chuqurchalardan farqli o'laroq, chuqurlar orasidagi passiv qoplama saqlanib qoladi.

Passiv plyonkaning erish tezligi uchta omil bilan nazorat qilinadi: ftorid konsentratsiyasi, pH va harorat. 2-darajali titanium uchun kritik ftorid konsentratsiyasi pH 3,5 va 55 daraja da taxminan 30 ppm ni tashkil qiladi. Potensial 30 ppm dan past bo'lsa, passiv plyonka asta-sekin eriydi va repassivatsiya orqali barqaror{7}}holat qalinligi saqlanadi. 30{18}}50 ppm diapazonida plyonkaning erishi repassivatsiyadan oshib ketadi va korroziya tezligi yiliga 0,1-0,3 mm gacha oshadi. 50 ppm dan yuqori plyonka yangilana olmaydi va titan aniq sharoitlarga qarab yiliga 1-5 mm tezlikda faol korroziyaga uchraydi. 2-darajali titan yiliga 100 ppm ftoridda taxminan 3 mm korroziyaga uchraydi - olti oydan sakkiz oygacha 1,65 mm devor trubkasida teshik ochish uchun etarli.

Harorat va pH ning sinergiyasi
Yuqori harorat ftorid hujumini eksponent ravishda tezlashtiradi. 55 daraja va 50 ppm ftorid darajasida 2-darajali korroziya darajasi yiliga 0,4 mm ni tashkil qiladi. 65 daraja haroratda bir xil ftorid miqdori yiliga 1,2 mm gacha ko'tariladi. 55 gradusda ishlaydigan sink qoplamali vannalar allaqachon harorat sezgirligi bo'yicha chegaraga yaqin va 60-65 darajagacha bo'lgan har qanday ekskursiya hujum tezligini tezda oshirishi mumkin.

Vodorod ionlari erish jarayonida iste'mol qilinganligi sababli, ftoridning hujumi past pH da yomonroq bo'ladi. Reaksiya pH 3,5 da o‘rtacha. pH 2,5 uchun bir xil ftorid konsentratsiyasi uchun bu stavka ikki baravar ortadi. Rux bilan qoplangan vannalar odatda pH 3,5-4,0 da ishlaydi, ammo mahalliy pH tomchilari anod yaqinida yoki turg'un zonalarda kuzatilishi mumkin.

Va boshqalar, 7-sinf, titanium qotishmalari
7-darajali titan (Ti-0.15Pd) qaytaruvchi kislotalarga nisbatan yaxshiroq qarshilikka ega, lekin ftorid taʼsiriga chidamli emas. Palladiyning mavjudligi katod reaktsiyasining kinetikasini oshiradi va passiv plyonka saqlanib qolgan kislotalarda passivatsiyaga yordam beradi, ammo u ftorid ionlari bilan TiO2 ning kimyoviy erishini oldini olmaydi. Sinovlar shuni ko'rsatadiki, 7-sinf florid o'z ichiga olgan eritmalarda 2-darajaning 70% ga yaqin korroziyaga uchraydi - bu yaxshilanish, lekin 50 ppm ftoriddan yuqori bo'lgan maqbul xizmat muddatini taklif qilish uchun etarli emas. Misol uchun, 2-sinf yiliga 0,8 mm 55 daraja va 75 ppm ftorid va 7-sinf yiliga 0,5-0,6 mm korroziyaga uchraydi. Ikkalasi ham 1,65 mm devor trubkasi uchun juda baland.

Hastelloy alternativ sifatida
Nikel{0}}asosidagi Hastelloy qotishmalari (C-276 va C-22) boshqa mexanizm yordamida ftorid ta'siriga qarshi turadi. Hastelloy C-276 dagi passiv plyonka TiO2 ga qaraganda kamroq kislotada eriydigan nikel va xrom oksidlarini o'z ichiga oladi. Hastelloy C-276 uchun yiliga 0,05 mm dan kam korroziya tezligi pH 3,5 va 55 daraja 50-200 ppm ftoridda kuzatildi. Ftorid uchun 100 ppm tezligi 0,10 mm / yil dan kam. Qotishma, shuningdek, rux bilan qoplangan vannalarda xloridlarning chuqurlashishiga qarshilik ko'rsatadi.

Isitgichni sink qoplamasi qo'llash matritsasi
Vanna holati Ftorid kontsentratsiyasi (ppm) Tavsiya etilgan isitgich qoplamasi materiali kutilayotgan korroziya darajasi Taxminiy xizmat muddati (1,65 mm devor)
Sink xlorid standarti (ftoridsiz)<10 ppmGrade 2 titanium < 0.02 mm/year > 10 years
Past-ftoridli qo'shimchalar paketi 10-30 ppm 2-darajali titan, haftalik monitor 0,03-0,08 mm/yil 5-10 yil
O'rtacha ftorid (standart floroborat) 30-50 ppm 7-darajali titan yoki Hastelloy 0,10-0,25 mm / yil 3-6 yil
Yuqori-ftorid (yuqori tezlikdagi vanna) 50-100 ppm Hastelloy C-276 0.05-0.10 8-12 yil mm/yil
Very high fluoride (>100 ppm) 100 dan 500 ppm Hastelloy c-22 yoki Tantal 0,10-0,20 mm/yil 5-8 yil
Sink qoplamali isitgichning spetsifikatsiyasi xulosasi
Titaniumdan Hastelloyga cho'mdiruvchi isitgich qoplamasi materialini almashtirish pH 3,5 va 55 daraja kislotali rux bilan qoplangan vannalarda 50 ppm dan ortiq ftorid ionlari uchun zarurdir. 2-darajali titanium 30 ppm ftoriddan yuqori narxdagi eng samarali hisoblanadi. 7-darajali titan, agar ehtiyotkorlik bilan kuzatilsa, 30-50 ppm oralig'ida etarli xizmat muddatini ta'minlashi mumkin, ammo ko'plab muhandislar ishonchliligi uchun Hastelloyni afzal ko'rishadi. Titan, barcha navlarda, agar xlorid miqdori 50 ppm dan oshsa, bir necha oydan 2 yilgacha ishlamay qoladi. Hastelloy C-276 yoki C-22 dan foydalaning. Rux qoplamali liniyalar uchun isitgichlarga buyurtma berishda, ftorid konsentratsiyasini o'z ichiga olgan vannaning kimyoviy tahlilini so'rang va qoplama materialini nominal ko'rsatkichga emas, balki kutilgan eng yuqori ftorid darajasiga qarab tanlang. Ushbu proaktiv texnika ishlab chiqarishni to'xtatadigan va qoplamali vannalarni ifloslantiradigan to'satdan isitishning buzilishini oldini oladi.