%30'luk Sodyum Tiyosiyanat Çözeltisini 80 Derecede Yeniden Isıtmak İçin Kullanılan Titanyum Isı Çubuğu İçin, Tiyosiyanat Anyonu Klorürün- Kaynakladığı Çukurlaşmayı Rekabetçi Bir Şekilde Nasıl Önler?

Tiyosiyanat anyonlarının (SCN-) koruyucu bir bariyer oluşturmak üzere 80 derecede %30 sodyum tiyosiyanat (NaSCN) içerisinde titanyum yüzeyinde güçlü bir şekilde adsorbe edildiği bulunmuştur. Cl- iyonları yüzeydeki adsorpsiyon bölgeleri için SCN- ile rekabet eder. SCN-, Cl-'den daha yüksek bir adsorpsiyon afinitesine sahiptir ve bu nedenle klorürü yüzeyden uzaklaştırır ve klorür-'ün neden olduğu çukurlaşmayı önler. İnhibisyon etkinliği SCN- . konsantrasyonuyla artar. SCN- / Cl- molar oranı 2'den yüksek olduğunda çukurlaşma tamamen bastırılır. Koruyucu kaplama, klorürün metal yüzeye girişini önleyen bir titanyum-tiyosiyanat kompleksidir.

Rekabetçi Adsorpsiyon ve Çukurlaşma Engelleme Mekanizması

Tiyosiyanat, titanyumun yüzey atomlarına kovalent ve güçlü bir şekilde bağlanan yumuşak bir bazdır. Klorür sert bir bazdır ve daha zayıf elektrostatik bağlantılar oluşturur. Karışık çözeltilerde SCN⁻ tercihen klorürün kullanabileceği yüzey bölgelerini adsorbe eder ve bloke eder. Biriken SCN katmanı aynı zamanda yüzey yükünü de değiştirir ve klorür iyonlarını iter. İnhibisyon Langmuir izotermine uyar θ  K[SCN  ] 1  K[SCN  ] (1) burada θ yüzey kapsamı ve K adsorpsiyon denge sabitidir.

SCN- / Cl- oranının bir fonksiyonu olarak kantitatif çukurlaşma engellemesi

Aşağıdakiler, 2. Derece titanyum için, 80 derecede 1.000 ppm Cl- çözeltilerinde ve çeşitli SCN- konsantrasyonlarında 500 saat boyunca yapılan kontrollü testlerle belirlenmiştir. SCN - /Cl - molar oranı 0 (0 ppm SCN - ) Çukurlaşma yoğunluğu 50-150 çukur/cm 2 Maksimum çukur derinliği 200-500 mikron 0,5 (500 ppm SCN-) oranında çukurlaşma yoğunluğu 10-30'dur çukur/cm2 ve çukur derinliği 50-100 µm'dir. Çukurlaşma yoğunluğu 2-10 çukur/cm2 ve çukur derinliği 10-30 µm olup, 1,0 (1,000 ppm SCN-) oranında, 2,0 oranında (2,000 ppm SCN-) çukurlaşma yoğunluğu 0 çukur/cm2 ve çukur derinliği 0μm'dir (tam koruma). 5,0 (5000 ppm SCN -) oranında çukurlaşma yoğunluğu 0, çukur derinliği ise 0 olur.

Sıcaklık ve Klorür Konsantrasyonunun Fonksiyonu Olarak Kritik Oran

Sıcaklık arttıkça tam koruma için minimum SCN-/Cl- oranı artar. 40 derecede oran 0,8'dir. 60 derecede oran 1,2'dir. Oran 80 derecede 2,0'dır. 100 derecede oran 3,0'dır. Gerekli oran aynı zamanda klorür konsantrasyonuyla da artar. 500 ppm Cl⁻'de oran 1,5, 1.000 ppm Cl⁻'de oran 2,0 ve 5.000 ppm Cl⁻'de oran 3,0'dır.

Tiyosiyanat: Klorür Çukurlaşmasını Önlemenin Sırrı

Aşağıdaki tablo, 80 derecede çalışan 2. Derece titanyum ısıtıcılarda klorür- kaynaklı çukurlaşmayı önlemek için SCN⁻ konsantrasyonuna ilişkin rehberlik sağlar.

Klorür konsantrasyonu, ppm Tam koruma için minimum SCN−, ppmSCN⁻ (ppm) önerilenSCN-/Cl- Molar Oranı 100 200 300 2.0 250 500 750 2.0 500 1,000 1,500 2.0 1,000 2,000 3,000 2.0 2,000 4,000 6,000 2.0 5,000 10,000 15,000 2.0 Tiyosiyanat konsantrasyon kontrolünün ötesinde mühendislik

Titanyumun derecesi gerekli SCN⁻ konsantrasyonunu belirler. Derece 7 (paladyum stabilize edilmiş), daha asil yüzeyi nedeniyle daha düşük bir ihtiyaca sahiptir (80 C'de 1,0-1,5 SCN-/Cl- oranı). Engelleme tam değilse duvar kalınlığı çukura nüfuz etme payı sağlar. SCN-'nin kararlılığı pH'a bağlıdır. pH < 4'te SCN-, HCN'ye hidrolize olur ve kaybolur. SCN⁻ pH > 10'da stabildir. Oksitleyici maddeler (örn. Fe³⁺) SCN⁻'yi sülfata oksitleyebilir, böylece inhibisyon azalır.

Bilgilendirilmiş Bir Spesifikasyon

Klorür kirliliği ile 80 derecede %30 sodyum tiyosiyanat içindeki bir titanyum ısı çubuğu için, çukurlaşmayı önlemek için SCN-/Cl- molar oranı 2,0'ın üzerinde tutulmalıdır. Klorür içeriği belirsizse genel inhibitör olarak 5.000 ppm'de (%0,5) SCN- kullanın. SCN- konsantrasyonunu kontrol etmek için haftalık titrasyon. Oran 2,0'ın altına düşerse sodyum tiyosiyanat ekleyin. Çukurlu mevcut ısıtıcılar için, yüzeyi yeniden pasifleştirmek amacıyla SCN⁻ konsantrasyonunu kısa bir süre için 10.000 ppm'ye kadar artırın. Mühendis, titanyum ısıtıcıları klorür çukurlaşmasına karşı korumak için tiyosiyanatı rekabetçi bir adsorbat olarak kullanıyor.