%90 Formik Asidi 100 Derecede Yeniden Isıtmak İçin Kullanılan Titanyum Isı Çubuğu için, Su İçeriği (%5'e karşı %. 10}) Korozyon Mekanizmasını Tekdüze Saldırıdan Çukurlaşmaya Nasıl Değiştirir?

Titanyum ısıtıcılar 100 derecede %90 formik asit içerisinde bir nevi pasif rejimde çalışırlar. Asidin su içeriği açısından maddenin bozunma şekli büyük önem taşımaktadır. %5 suda (%95 formik asit) pasif film tutarlı bir şekilde çözünür ve bu da her yıl 0,10 – 0,25 mm arasında tahmin edilebilir bir incelmeye neden olur. %10 suda (%90 formik asit) yüzey kimyası, fazladan suyun varlığıyla değiştirilir; bu, lokalize film parçalanmasına ve yılda 0,5-1,2 mm oranlarında stabil çukurlaşmanın başlatılmasına olanak tanır. Tekdüze saldırıdan çukurlaşmaya geçiş, %7 ila 9 su arasında keskindir ve arıza modunu ve ısıtıcının kalan ömrünü önemli ölçüde değiştirir.

Suyun Mekanizması-Tek Tip Korozyondan Çukur Korozyona Geçişin Neden Olduğu Geçiş

Formik asitteki titanyum üzerindeki pasif kaplama, format iyonlarının (HCOO-) adsorpsiyonu ile sürdürülür. Su molekülleri yüzey konumları için formatla rekabet eder. %5 su ile format adsorpsiyonu baskındır ve film homojen bir şekilde bozunur. %10 suda, daha fazla su adsorbsiyonu ikame maddesi formatlanır ve pasif katmanda lokal kusurlar yaratır. Bu nedenle, yüksek-konsantrasyonlu iyonların klorür-benzeri agresifliği, bu kusurlu bölgelerde çukur oluşumunu teşvik eder. Bir çukur oluşturulduktan sonra, çukurun içindeki asidik, yüksek{10}}formatlı ortam, birincil mekanizmayı tekdüze inceltme yerine hızlı lokalize nüfuza çevirerek yayılmayı teşvik eder.

%5 ve %. 10 Suda Kantitatif Korozyon Davranışı

Formik asit/su kombinasyonlarında 100 derecede 500 saat boyunca kontrollü ağırlık kaybı ve çukur derinliği ölçümleri belirgin davranış farklılıkları göstermiştir. %5 suda (%95 formik asit) tekdüze korozyon oranı 0,10–0,25 mm/yıldır. Yüzey, 20 μm'den daha derin çukurlar olmaksızın genel aşındırma gösterir ve başarısızlık modu, öngörülebilir tek biçimli incelmedir. Genel oran %8 suda (%92 formik asit) 0,08-0,15 mm/yıl'a düşer, ancak çukurlaşma 200-400 saat maruziyetten sonra başlar, çukur derinlikleri ise karışık modda 500 saat sonra 0,1-0,3 mm olur. %10 suda (%90 formik asit) tekdüze oran yılda 0,05-0,10 mm'ye kadar düşer ancak çukurlaşma şiddetlidir, 50-150 saat içinde başlar ve 500 saat sonra 0,3-0,8 mm derinliğinde çukurlar oluşturur. %10 suda çukur yayılma hızı (0,5-1,2 mm/yıl), %5 sudaki tekdüze inceltme oranından 5-10 kat daha yüksektir.

Sıcaklığın kritik su içeriğine etkisi

Çalışma sıcaklığı, çukurlaşmanın baskın olduğu su seviyesinin bir fonksiyonudur. Üniformadan oyuklaşmaya geçiş, 80 derecede yaklaşık %10-12 sudur. Geçiş 100 derecede %7-9 suya olur. 110 derecede %6 suda bile çukurlaşma hakimdir. Daha yüksek sıcaklık, suyun adsorbsiyonunu ve pasif katmanın kararsızlığını hızlandırır, dolayısıyla suyun kritik eşiğini azaltır. %10 su içeriğinde çukur yayılma hızı 80 derecede 0,2–0,5 mm/yıl'dan 100 derecede 0,5–1,2 mm/yıl'a yükselir.

Formik Asit Hizmeti ve Su İçeriği için Sınıf Seçim Kılavuzu

100 derecede Derece 2 ve Derece 7 titanyum ısı çubukları için izin verilen maksimum su içeriği, amaçlanan hizmet ömrüne ve mevcut korozyon mekanizmasına göre aşağıdaki tabloda verilmiştir.

İstenilen Hizmet Ömrü (yıl) Sınıf 2 için Maksimum Su (%) Sınıf 7 için Maksimum Su (%) Baskın Mekanizma Beklenen Penetrasyon Hızı (mm/yıl)5<6 <10 Uniform 0.05–0.15 3–5 6–7 10–12 Mixed 0.15–0.30 1–3 7–8 12–14 Pitting (marginal) 0.30–0.60 <1 >8 >14 Pitting (severe) >0.60
Su İçeriği Kontrol Mühendisliğinin Ötesinde

Geçiş eşiği büyük ölçüde titanyum kalitesine bağlıdır. Derece 7 (paladyumla stabilize edilmiş), karışık-mod korozyonla %10 suda (%90 formik asit) kullanılabilir. Çukurlaşmayı önlemek için Grade 2 suyun %7'nin altında tutulması gerekir. Duvar kalınlığı çukur nüfuz etme toleransı sunar. 2.0 mm duvar, 0,6 mm/yıl çukurlaşma ile 3,3 yıl. 1.2 mm duvar çökmesine 2 yılda dayanır. Formik anhidritin (%1-2) eklenmesi serbest suyu kimyasal olarak bağlar, dolayısıyla asit konsantrasyonunu değiştirmeden etkin su içeriğini azaltır. Çözeltinin havalandırılması, pasif filmi stabilize ederek çukurlaşma yerine homojen korozyona yol açar.

Bilgiye- Dayalı Spesifikasyon

100 derecede %90 formik asit içindeki bir titanyum ısı çubuğu için, karışık-mod korozyonla %10 suda güvenli çalışma için 7. Derece titanyum kullanmayı düşünün. Derece 2.- Damıtma veya formik anhidrit gibi kurutma maddelerinin eklenmesiyle su içeriğini %7'nin altına indirin. Su içeriği haftalık olarak Karl Fischer titrasyonu kullanılarak izlenecektir; Derece 2 için suyun %8'den fazla olması durumunda düzeltici eylem. Mühendis, su içeriğini kritik geçiş eşiğinin altına ayarlayarak, korozyon mekanizmasını hızlı çukurlaşmadan öngörülebilir tekdüze saldırıya dönüştürebilir ve sıcak formik asit servisinde güvenilir ömür tahminine olanak tanır.