Nima uchun yog'larni ishlab chiqarishda yuzaki uglerod bilan ifloslanishi nitrat kislotasi xizmatida titaniumli elektr isitgichning passivatsiya oralig'ini pasaytiradi?
Xabar QOLDIRISH
Nitrat kislotasi kuchli oksidlovchi muhit bo'lib, unda titan keng potentsial diapazonda mukammal korroziyaga chidamlilik ko'rsatadi. Passiv plyonka SCE ga nisbatan taxminan 0V dan 1,8V dan yuqorigacha barqaror bo'lib qoladi. Biroq,-trubkalarni tortish, egish yoki payvandlashda qoldiq moylash materiallari, sovutgichlar yoki markalash siyohlaridan-keladigan uglerodli ifloslanish bu passivatsiya oralig‘ini keskin qisqartiradi. Uglerodli qoldiqlar yuqori haroratlarda parchalanib, titan yuzasida mahalliy qaytaruvchi sharoitlarni hosil qiladi. Ushbu pasaytirilgan hududlar TiO₂ passiv plyonkasini saqlab qololmaydi, mahalliy potentsialni faol korroziya rejimiga o'tkazadi. Natijada tezlashtirilgan hujum bo'lib, odatda ifloslanish naqshiga mos keladigan diskret chizilgan chiziqlar yoki chuqurchalar ko'rinishida namoyon bo'ladi. Ushbu mexanizmni tushunish, isitgichning ishonchliligi toza, bir xil passiv sirtga bog'liq bo'lgan nitrat kislota xizmati uchun juda muhimdir.
Uglerod mexanizmi-Induktsiya qilingan passivlikning buzilishi
Ishlab chiqarish moylash materiallari odatda uglevodorodlar, xlorli kerosinlar, yog 'kislotalari va-ekstremal bosimli qo'shimchalarni o'z ichiga oladi. Oddiy ishlov berish jarayonida ushbu birikmalarning yupqa plyonkalari yog'sizlantirishdan keyin ham titan yuzasida qoladi. Isitgich issiq nitrat kislotaga botirilganda (masalan, 80-100 daraja haroratda 40-65% HNO₃), ikkita ta'sir paydo bo'ladi. Birinchidan, nitrat kislota uglerod qoldiqlarini oksidlaydi, karbonat angidrid va suv hosil qiladi. Biroq, uglerod qalin bo'lgan mahalliy hududlarda qisman oksidlanish uglerod oksidi va organik kislotalarni hosil qiladi. Ushbu mahsulotlar nitrat kislotani mahalliy darajada iste'mol qiladi va oksidlanish potentsialini pasaytiradi. Ikkinchidan, uglerodning ekzotermik oksidlanishi mahalliy sirt haroratini oshiradi, nitrat kislotaning azot oksidlariga parchalanishini tezlashtiradi. Kamaytirilgan mahalliy oksidlanish kuchi va ko'tarilgan haroratning kombinatsiyasi titan yuzasi potentsiali passivatsiya chegarasidan (taxminan 0,2V va SCE) pastga tushadigan mikro muhitni yaratadi. Faol korroziya bu uglerod bilan ifloslangan joylarda-boshlanib, chuqur yoki xandaqlarni hosil qiladi.
Uglerodning ifloslanishidan passivatsiya diapazonining miqdoriy qisqarishi
85 gradusda 50% HNO₃ da boshqariladigan elektrokimyoviy sinov turli sirt uglerod darajalariga ega 2-darajali titanium uchun quyidagi passivatsiya diapazonlarini o'rnatdi:
Toza yuza (<0.1 mg/cm² carbon, properly degreased and acid pickled): Passivation range from 0.1V to >2,0V va SCE. Barcha amaliy potentsiallarda yiliga 0,01 mm dan past korroziya darajasi. 1000 soatdan keyin chuqurlash bo'lmaydi.
Yengil ifloslanish (0,1-0,5 mg/sm² uglerod, bir marta yog'sizlantirish uchun xos): Passivatsiya diapazoni SCEga nisbatan 0,2–1,6V ga kamaydi. 1,6V dan yuqori potentsiallarda (konsentrlangan nitrat kislota uchun odatiy), uglerod joylarida mahalliy parchalanish boshlanadi. Chuqurlik chuqurligi 500 soatdan keyin 20-50 mkm.
O'rtacha ifloslanish (0,5-2,0 mg/sm² uglerod, moylash qoldiqlarini tortib olish natijasida): Passivatsiya diapazoni SCEga nisbatan 0,3–1,2V ga qisqartirildi. 1,2V dan yuqori, ifloslangan joylarda faol korroziya sodir bo'ladi. Yiliga 0,5-1,0 mm uglerod dog'larida korroziya darajasi. Chuqurchalar 500-1000 soat ichida 1,0 mm devorga kirib boradi.
Heavy contamination (>2,0 mg/sm² uglerod, ko'rinadigan dog'lar yoki barmoq izlari): Passivatsiya diapazoni SCE ga nisbatan 0,4–0,8V gacha toraydi. Oddiy nitrat kislota potentsiallarida (1,0-1,4V) sirt ifloslangan hududlarda faol korroziyaga uchraydi. Yiliga 2 mm dan oshiq penetratsiya tezligi bilan tezkor mahalliylashtirilgan hujum.
Nitrat kislota xizmati uchun uglerod ifloslanishini nazorat qilish bo'yicha qo'llanma
Quyidagi jadvalda nitrat kislota kontsentratsiyasi va ish haroratiga asoslangan tozalash tartib-qoidalarini belgilash uchun qaror qabul qilish tizimi keltirilgan:
| Nitrat kislota xizmat ko'rsatish holati | Kerakli sirt uglerod chegarasi | Tavsiya etilgan tozalash tartibi | Tasdiqlash usuli |
|---|---|---|---|
| 40–50% HNO₃, 60–80 daraja, standart xizmat | <0.5 mg/cm² | Ishqoriy yog'dan tozalash (60 daraja, 10 min) + issiq suv bilan yuvish | Suvni sindirish sinovi (doimiy film) |
| 50-70% HNO₃, 80-100 daraja, oksidlanish sharoitlari | <0.2 mg/cm² | Ishqoriy yog'sizlantirish + nitrat/limon kislotasi passivatsiyasi (20% HNO₃, 50 daraja, 30 min) | Erituvchi ekstraktsiya + gravimetrik tahlil (har bir lot uchun bitta namuna) |
| 70-90% HNO₃, 100-120 daraja, qizil tutunli kislota | <0.05 mg/cm² | Bug'ni yog'sizlantirish (trikloretilen yoki muqobil) + deionizatsiyalangan suvda ultratovushli tozalash + azot kislotasini tuzlash | Yuzaki uglerod uchun rentgen nurlari fotoelektron spektroskopiyasi (XPS). |
| Vaqti-vaqti bilan nitrat kislota ta'siri (faqat tozalash davrlarida) | <0.3 mg/cm² | Standart gidroksidi yog'sizlantirish etarli | Suv qoplamasi uchun vizual tekshirish |
| Har qanday chuqurchalar qabul qilinishi mumkin bo'lmagan muhim qo'llanilishi (yarimo'tkazgich{0}}kislota) | <0.02 mg/cm² | Plazma tozalash yoki yog'dan tozalashdan keyin-vakuumda pishiring (300 daraja, 2 soat) | Auger elektron spektroskopiyasi (AES) sirt tahlili |
Faqat uglerodni olib tashlashdan tashqari muhandislik
Quvur devorining qalinligi ugleroddan-qo‘zg‘alish sodir bo‘lganda xavfsizlik omilini ta’minlaydi. Engil ifloslangan 1,5 mm devor chuqurga kirishdan 1000 soat oldin omon qolishi mumkin, 0,8 mm devor esa 300 soat ichida ishdan chiqadi. Asosiy metall darajasi sezgirlikni ham o'zgartiradi: 7-sinf titan (0,15% Pd) toza yuzalarda kengroq passivatsiya diapazoni namoyon bo'ladi, lekin uglerod ta'sirida{10}}o'xshash torayishni ko'rsatadi. Shuning uchun palladiy qo'shilishi yomon tozalashni qoplamaydi. Eng zaif joylar payvand choki issiqligidan ta'sirlangan-joylar bo'lib, u erda payvandlash paytida moylash materiali sirt ustida qizib ketishi mumkin. Payvand choklarini-zanglamaydigan po'latdan yasalgan cho'tka bilan tozalash (faqat titanga mo'ljallangan) choklardagi uglerod ifloslanishini olib tashlaydi. Tozalashdan keyin ishlov berish, uglerod va xloridlarni o'z ichiga olgan barmoq izlari moylarini oldini olish uchun toza paxta qo'lqoplaridan foydalanish kerak.
Axborotlashtirilgan spetsifikatsiyani yaratish
Nitrat kislotaga xizmat ko'rsatish uchun titanli elektr isitgichni belgilashda, xarid spetsifikatsiyasiga sirt tozaligi talabini kiriting. Barcha titan komponentlarini gidroksidi yog'dan tozalash, so'ngra kislotali tuzlash (20% HNO₃ + 2% HF 5 daqiqa davomida, keyin yaxshilab chayish) talab qiling. Yuqori haroratlarda 70% dan yuqori konsentrlangan nitrat kislota uchun yetkazib beruvchi passivatsiyani tekshirish testini o'tkazishini ko'rsating: vakili kuponni ish haroratida 24 soat davomida mo'ljallangan nitrat kislotaga botiring, so'ngra chuqurchalar bor-yo'qligini mikroskopik tarzda tekshiring. Ishga tushirish vaqtida tizimni 50 daraja haroratda 20% HNO₃ bilan to'ldiring va barcha sirtlarni passivlashtirish va uglerod qoldiqlarini olib tashlash uchun 2 soat davomida aylantiring. Nitrat kislota rangini kuzatib boring; sariq rang o'zgarishi uglerod oksidlanishidan azot oksidi hosil bo'lishini ko'rsatadi, bu etarli darajada tozalashni bildiradi. Yuzaki uglerod ifloslanishini muhim parametr sifatida nazorat qilish orqali muhandis titaniumli isitgichning to'liq passivatsiya diapazoniga erishishini ta'minlaydi va kuchli oksidlovchi nitrat kislota muhitida ishonchli xizmat ko'rsatadi.
