Titanli isitgich qaynayotgan sirka kislotasida vaqti-vaqti bilan ishlashi kerak bo'lsa, nima uchun passiv plyonkaning repassivatsiya tezligi muhim ishonchlilik parametriga aylanadi?

Sirka kislotasi atmosfera bosimida 118 daraja S da qaynatiladi, titaniumli suv isitgichlari uchun g'ayrioddiy elektrokimyoviy muhit. Sirka kislotasi, mustahkam passiv plyonkani saqlaydigan kuchli oksidlovchi kislotalardan yoki doimiy faol korroziyaga olib keladigan qaytaruvchi kislotalardan farqli o'laroq, passiv plyonka o'rtacha barqaror bo'lgan oraliq rejimda o'tiradi. Qaynayotgan kislotaga botirilganda isitish moslamasining vaqti-vaqti bilan yoqilishi va o'chirilishi natijasida takroriy termal va elektrokimyoviy o'tish jarayonlari siklik plyonkaning parchalanishiga va titan yuzasini qayta pasayishiga olib keladi. Ushbu xizmat sharoitida passiv plyonkaning repassivatsiya tezligi dastlabki plyonka sifati, devor qalinligi yoki asosiy metall darajasidan ko'ra isitgichning ishonchliligi uchun muhimroq bo'ladi. Repassivatsiyaning sekin sur'ati mahalliy kislota ta'sirining har bir o'chirish siklida metall yuzasiga-o'tishiga imkon beradi, bu esa to'plangan shikastlanishga va muddatidan oldin nosozlikka olib keladi.

Sirka kislotasida passiv plyonkaning parchalanishi va repassivlanishi

Issiqlik oqimi natijasida titanium trubkasi yuzasi 5-15 daraja Selsiy boʻyicha sirka kislotasining yoqish davri davomida qaynab turgan haroratidan 15 daraja issiqroq boʻladi. Yuqori harorat titanium ionlarini kislotada eritishga yordam beradi. Isitgich o'chirilgandan so'ng, quvur yuzasi ommaviy qaynash haroratiga (118 daraja) soviydi. Materiallar sovib ketganda, eritmadagi titan turlari boshqa eruvchanlikka ega bo'lishi mumkin va interfeysdagi kislotalar kimyosi bir zumda ba'zi tarkibiy qismlarda yo'qolishi mumkin. Bundan ham muhimi, qo'llaniladigan isitish oqimi to'xtatilganda titanium sirtining elektrokimyoviy salohiyati o'zgaradi. Qaynayotgan sirka kislotasida passiv plyonka potentsiallar SCE ga nisbatan ca. +0.2 V dan past bo‘lganda termodinamik jihatdan beqaror bo‘ladi. O'chirish davrida kuchlanish ushbu chegaradan pastga tushishi mumkin, bu esa plyonkaning lokal yorilishiga olib keladi. Har bir tsikldagi asosiy metallarning erishi miqdori passiv plyonka barqaror holatdagi qalinligi va himoya xarakterining 95% ga yetishi uchun zarur bo'lgan vaqt nuqtai nazaridan ifodalangan repassivatsiya tezligi bilan beriladi. Qaynatilgan havosizlangan sirka kislotasida 2-darajali titan bo'yicha elektrokimyoviy sinovlar repassivatsiya davrlarini 30 soniyadan (optimal sirt holati) 300 sekundgacha (ifloslangan yoki termal yomonlashgan sirt) ko'rsatdi.

Kümülatif zarar va repassivatsiya darajasi o'rtasidagi miqdoriy bog'liqlik

2-darajali titan uchun quyidagi bog'liqliklar 118 daraja qaynayotgan muzli sirka kislotasida (99,8%) boshqariladigan tsiklik sinov (15 minut, 15 minut o'chirish) orqali o'rnatildi:

Repassivatsiya vaqti < 60 soniya: Har bir siklda taxminan . 0.02 mikrometre metallni yo'qotish. 1,0 mm devorga to'liq kirib borish uchun taxminan 50 000 tsikl kerak bo'ladi (15 daqiqali velosipedda taxminan 2,5 yil). Kino qoplamasi asosiy kislota hujumining boshlanishidan oldin amalga oshiriladi.

Repassivatsiya vaqti 60-120 sek. Metall yo'qotish har bir tsiklda 0,05-0,10 mikrometrga teng. Umumiy penetratsiya darajasi 10 000-20 000 tsiklga (6-12 oy) oshdi. Lokalizatsiya qilingan hujum o'zini bir xil yupqalash emas, balki sayoz chuqurlar sifatida namoyon qiladi.

Repassivatsiya vaqti: 120–300 soniya. Har bir tsiklda metall yo'qotish: 0,15-0,40 mikron. Jami penetratsiya 3000-7000 tsikl (2-4 oy). Chuqurlar chuqur va zich joylashib, qo'pol sirt hosil qiladi. Bu ijobiy geribildirim siklida repasivatsiyani yanada sekinlashtiradi.

Repassivatsiya vaqti > 300 s: Faol korroziya o'chirish davrining ko'p qismida saqlanib qoladi. Materialning yo'qolishi 1000-2000 tsikldan keyin (2-4 hafta) material teshilguncha sodir bo'ladi. Sirt doimiy faol holatga aylanishi mumkin.

Qaynayotgan sirka kislotasida titanning repassivlanish tezligiga ta'sir etuvchi omillar

Repasivatsiya darajasi moddiy xususiyat emas, lekin bir nechta boshqariladigan va boshqarib bo'lmaydigan omillarga bog'liq:

Sirt oksidi holati: Zavodda tuzlangan va havo-72 soat qariydi, trubka 40–50 soniyada pasayib ketadi. Barqaror kashshof plyonkaning yo'qligi yangi aşınma yoki chizilgan sirt uchun 80-120 soniya repassivatsiya vaqtiga olib keladi.

Eritilgan kislorod miqdori: Odatda qaynab turgan sirka kislotasi 1 ppm dan kam erigan kislorodga ega bo'ladi. Kislota orqali ko'pikli havo (uchuvchi bug'lar bilan amaliy yoki xavfsiz emas) repassivatsiya vaqtini 20-30 soniyagacha qisqartiradi. Kislorod{5}}bo'sh azot qoplamasi repassivatsiya davrini 150–200 s gacha uzaytirdi.

Xloridning izi bilan ifloslanishi: sirka kislotasidagi 50 ppm xlorid repassivatsiya vaqtini 2-3 marta oshiradi, chunki sirtdagi adsorbsiya joylari uchun asetat ionlari bilan raqobatlashadi.

Titan 7-darajasi (0,12% dan 0,25% Pd gacha) Palladiyning qo'shilishi xuddi shu sharoitda 2-darajali bilan solishtirganda repassivatsiya vaqtini taxminan 60% ga qisqartiradi. Bu asil metalning katodik qaytarilish reaktsiyalariga katalitik ta'siri bilan bog'liq.

Qo'llash uchun repassivatsiyani boshqarish bo'yicha qo'llanma

Quyidagi jadvalda sirka kislotasini qaynatishda titaniumli isitgichning aylanish chastotasi va kislotaning tozaligi nuqtai nazaridan intervalgacha ishlashi uchun qaror qabul qilish asoslari keltirilgan.

Vaqti-vaqti bilan ishlash namunasi va sirka kislotasi sifati Repassivatsiyani nazorat qilish uchun tavsiya etilgan strategiya. Asosiy asoslar va ishonchlilikni o'zgartirish
Sirka kislotasi > 99,5 % Xloridlar yoʻq, kuniga 10 sikldan kam. Zavodda passivlashtirilgan, 2-darajali titan. Past sikl soni tsikllar orasida oʻz-oʻzidan qayta pasayish imkonini beradi. Repassivatsiya vaqti 120 s gacha bo'lsin. Isitgichning standart xususiyatlari yaxshi.
Kuniga 10–50 tsikl, sirka kislotasi 95–99%, iz xloridlar mumkin 7-darajali titan (Pd-tarkibida) Palladiy qoʻshilishi repassivatsiya vaqtini 30–50 soniyagacha qisqartiradi. 3 va 5 baravar koʻproq aylanish muddati yuqori boshlangʻich xarajatlarni qoplaydi.
50–200 sikl/kun (tez-tez toʻplamda ishlash), oʻzgaruvchan kislota tozaligi 7-darajali titan va anodik polarizatsiya (tashqi doimiy quvvat manbai, +0.3 V va Ag/AgCl)Tashqi kuchlanish kislota kimyosidan qatʼi nazar, tez repassivatsiyaga (10–20 soniya) olib keladi. Qo'shimcha uskunalar to'lovi. Muhim, uzluksiz jarayonlar uchun javob beradi.
Joriy 2-darajali isitgich, yaxshi ma'lum bo'lgan repasivatsiya muammolari-Isitgich terminallari bo'ylab sig'imli tushirish blokini qo'shing. Kichik tashqi kondansatör (10 000 uF) o'chirish-sikllarida sirt potentsialini saqlaydi. Arzon ta'mirlash. Repassivatsiya vaqtini 30-50 foizga qisqartiradi.
Passivatsiya darajasidan tashqari muhandislik

Repassivatsiya darajasi boshqa dizayn omillarini almashtirmaydi, balki ularni qoplaydi. Devor qalinligi - bu davrlar davomida to'plangan zarar uchun to'liq moddiy yordam. Repassivatsiyasi sekin (200 sek) bo‘lgan, lekin devori juda qalin (2,5 mm) bo‘lgan trubka, agar ilova kattaroq diametrga va yuqori material narxiga ruxsat bersa, tegishli xizmat muddati (2{9}}3 yil) bo‘lishi mumkin. Boshqa tomondan, tez repassivatsiya (50 soniya), lekin yupqa devori (0,7 mm) bo'lgan quvur zaxira qalinligi yo'qligi sababli muddatidan oldin ishdan chiqishi mumkin. Repassivatsiya xatti-harakatiga, shuningdek, yoqish davri davomida isitgichning quvvat zichligi ta'sir qiladi: yuqori quvvat zichligi (30 Vt / sm ^ 2 dan yuqori) ish paytida qo'pol sirt mikrotopografiyasiga olib keladi, bu esa samarali sirt maydonini oshiradi va o'rtacha quvvat zichligi (15-20 Vt/sm) bilan solishtirganda repassivatsiyani 20-30% sekinlashtiradi.

Asoslangan spetsifikatsiyani shakllantirish

Agar sirka kislotasini qaynatishda vaqti-vaqti bilan ishlash uchun titanli isitgich belgilansa, etkazib beruvchidan belgilangan ish haroratida sintetik sirka kislotasida elektrokimyoviy repasivatsiya ma'lumotlarini so'rang. Kuniga 20 dan ortiq tsiklni ko'radigan yoki o'lchanadigan xloridlarni o'z ichiga olgan har qanday dastur uchun 7-darajali titanni belgilang. 2-darajali isitgichlardan foydalanadigan mavjud qurilmalar quyida keltirilgan sirtni oldindan tozalash metodologiyasiga amal qilishi kerak. Tsiklik ishdan oldin barqaror passiv plyonka hosil qilish uchun isitgichni yangi sirka kislotasida 80 daraja 48 soat davomida doimiy ravishda ishlating. Oʻchirish-sikllarida mos yozuvlar elektrod yordamida isitgichning ochiq-elektrodi kuchlanishini kuzatib boring; SCEga nisbatan +0.1 V dan kam potentsial xavfli darajada sust repasivatsiya va aralashuv zarurligini ko‘rsatadi. Muhandis repassivatsiya tezligini loyihalash va ishlatish strategiyasi sifatida ishlatib, sirka kislotasini qaynatishda titanning oldindan aytib bo'lmaydigan tsiklik harakatini bashorat qilinadigan, boshqariladigan buzilish jarayoniga aylantiradi.