Dalam Pemanas Sarung Titanium yang Dikenakan Pembersihan Harian dengan 10% Asid Fosforik pada 80 darjah , Bagaimanakah Kualiti Air Bilas (Ketuk lwn. Penyahionan) Mempengaruhi Kinetik Pempasifan Semula dan Pitting Seterusnya dalam Servis?

Dalam operasi perindustrian, pemanas sarung titanium dimasukkan ke dalam keadaan menghakis dan membasuh berselang-seli dengan kitaran pembersihan harian, menggunakan 10% asid fosforik pada 80 darjah . Kualiti air bilas antara kitaran pembersihan adalah penting untuk kinetik pasif semula permukaan titanium. Air ternyahion dengan kerintangan > 1 MΩ·cm membenarkan pasif semula cepat dan pembentukan filem pasif yang stabil dalam masa 10–30 min. Air paip yang mengandungi klorida (biasanya 50–200 ppm) dan ion-ion lain memperlahankan pemaspasian semula, meningkatkan masa untuk mencapai lapisan yang stabil kepada 2–6 jam, dan meninggalkan klorida terjerap pada permukaan yang berfungsi sebagai tapak permulaan pitting semasa operasi kemudian. Kualiti air bilas yang dipilih secara langsung mempengaruhi ketumpatan pitting dan hayat perkhidmatan pemanas.

Mekanisme pengaruh air bilas pada kinetik pasif semula

Selepas rawatan dengan 10% asid fosforik, permukaan titanium berada dalam keadaan aktif atau sebahagiannya pasif. Asid disingkirkan dengan membilas tetapi ia juga menetapkan kimia larutan di mana pemapasian semula berlaku. Air ternyahion menyediakan persekitaran kekonduksian yang bersih dan rendah untuk pertumbuhan seragam filem pasif titanium. Tiada ion bermusuhan hadir dan lapisan TiO2 stoikiometri yang padat boleh dibentuk. Ion klorida daripada air paip diserap pada permukaan titanium dan bersaing dengan oksigen untuk tapak penjerapan. Dan, klorida menghentikan penciptaan filem pasif, dan boleh terperangkap di bawah oksida semasa ia terbentuk, menyebabkan bintik-bintik lemah yang akan mula berlubang apabila pemanas diletakkan semula. Masa pemapasian semula ialah masa yang diperlukan untuk ketumpatan arus kakisan turun di bawah 1 µA/cm2 selepas dibilas.

Masa repassivation kuantitatif dan kadar pitting kualiti air bilas yang berbeza

Ujian terkawal kupon titanium Gred 2, menggunakan rendaman 1 jam setiap hari dalam 10% asid fosforik pada 80 darjah , diikuti dengan bilas 15 minit dan kemudian rendaman dalam 3% NaCl pada 60 darjah untuk mereplikasi perkhidmatan, telah mewujudkan tingkah laku berikut sepanjang 30 kitaran. Masa pasif semula apabila dibilas dengan air ternyahion dengan kerintangan 18 MΩ·cm ialah 10–30 minit, ketebalan filem pasif selepas 1 jam ialah 3–5 nm, ketumpatan pitting dalam perkhidmatan berikutnya ialah 0–5 pit per cm² dan kedalaman pit maksimum selepas 500 jam ialah 0–20 µm. Persembahan ini dianggap hebat. Masa pemapasian semula dalam air paip yang dilembutkan (10,000 Ω·cm kerintangan, 20 ppm klorida) meningkat kepada 30–90 min, ketebalan filem selepas 1 jam ialah 2–4 nm, ketumpatan pitting ialah 5–20 pits/cm2 dan kedalaman pit ialah 20–80 μm, menunjukkan prestasi yang baik. air paip biasa, 2000 Ohm{37}}cm kerintangan, 100 ppm klorida masa pasif semula 1-3 jam ketebalan filem selepas 1 jam 1-3 nm ketumpatan pitting 20-80 pit/cm2 kedalaman pit 80-200 mm biasa-biasa kepada miskin. Air paip keras mempunyai masa pemaspasian semula 3–6 jam, ketebalan filem 1–2 nm selepas 1 jam, ketumpatan pitting > 80 pit/cm² dan kedalaman lubang > 200 µm pada kerintangan 500 Ω·cm dan 200 ppm klorida, yang tidak boleh diterima.

Kesan Tempoh Pembilasan dan Suhu terhadap Kualiti Papasi Semula

Kecekapan bilas adalah fungsi kualiti air dan parameter bilas. Bilas selama 5 minit dengan air ternyahion menghasilkan 80% pasif semula berbanding bilasan selama 30 minit. Bilas selama 60 minit dengan air paip dengan 100 ppm klorida tidak bersamaan dengan bilas 10 minit dengan air ternyahion dari segi kualiti pasif semula. Suhu air bilas adalah satu lagi faktor penting; air bilas suam (40 darjah ) meningkatkan kinetik pasif semula sebanyak 30–50% berbanding air bilasan sejuk (20 darjah ) untuk kedua-dua air ternyahion dan paip. Tetapi, air paip suam mungkin menyebabkan klorida tertumpu sepanjang proses pengeringan menjadikan hasilnya lebih teruk. Untuk semua kualiti air, kelebihan tambahan ialah bilasan terakhir dengan air ternyahion selepas bilasan utama.

Kitaran pembersihan asid fosforik - Panduan untuk memilih kualiti air bilas

Pengesyoran untuk kualiti air bilas untuk kitaran pembersihan harian dengan 10% asid fosforik pada 80 darjah diberikan dalam jadual berikut, bergantung pada rintangan pitting yang diingini dan hayat perkhidmatan dalam perkhidmatan yang mengandungi klorida-yang berikutnya.

Ketumpatan Pitting yang Diingini (pit/cm2) selepas 500 Jam Maksimum Klorida Dibenarkan dalam Air Bilas (ppm) Kerintangan Air Bilas Minimum Disyorkan (Ω·cm) Tempoh Bilas Disyorkan (minit) Bilas Akhir Diperlukan<5 <10 >100,000 15 Ya (semburan DI)
5 - 20 10 - 50 10,000 - 100,000 20 Disyorkan
20–80 50–150 1,000–10,000 30 Recommended >80 >150 <1,000 60+ Not effective Engineering Beyond Rinse Water Quality Control

Gred titanium memberi kesan kepada kinetik pasif semula. Gred 7 (palladium-stabil) memapasi semula 2-3 kali lebih cepat daripada Gred 2 dalam sebarang kualiti air bilas, mengurangkan kepekaan terhadap pencemaran klorida. Ketebalan dinding menawarkan elaun pitting. Dinding 2.0 mm, dengan lubang sederhana dari bilas air paip, mungkin bertahan 5-8 tahun, tetapi dinding 1.2 mm akan gagal lebih awal. Teknik pengeringan selepas dibilas adalah penting. Pengeringan udara panas secara paksa pada 60 darjah selama 10 minit menghapuskan sisa lembapan, mengelakkan kawasan kepekatan klorida. Jika isipadu air ternyahion dihadkan, kompromi{17}}kos efektif ialah bilas dua peringkat (air paip diikuti dengan air ternyahion).

Menyediakan Spesifikasi Termaklum

Untuk pemanas sarung titanium yang digunakan setiap hari dengan 10 % asid fosforik pada 80 darjah dan kemudian terdedah kepada persekitaran yang mengandungi klorida, gunakan bilas dua-peringkat. Bilas awal dengan air paip selama 1 minit diikuti dengan bilasan terakhir dengan air ternyahion dengan kerintangan 18 MΩ·cm selama 10 minit pada 40 darjah . Tentukan air bilasan akhir kurang daripada 10 ppm klorida. Jika air penyahionan tidak tersedia untuk pemasangan sedia ada, tambahkan kartrij penyahionan pada garisan bilas atau lanjutkan masa bilas hingga 60 minit dengan pengeringan udara paksa. Selepas prosedur bilas semasa pentauliahan, kupon ujian diukur untuk potensi pasif semula. Nilai kurang daripada -0.1 V lwn. Ag/AgCl dalam 3% NaCl menunjukkan pasif semula yang tidak lengkap dan memerlukan bilas yang lebih lama atau berkualiti tinggi. Jurutera menggunakan air basuh ternyahion dan bukannya air paip untuk pasif semula pantas dan tiada lagi lubang dalam perkhidmatan.