80 Derecede %10 Fosforik Asit ile Günlük Temizliğe Tabi Tutulan Titanyum Kılıflı Isıtıcıda, Durulama Suyu Kalitesi (Musluk Suyu vs. Deiyonize) Yeniden Pasifleştirme Kinetiğini ve Servisteki Sonraki Çukurlaşmayı Nasıl Etkiler?
Mesaj bırakın
Titanyum kılıflı ısıtıcılar endüstriyel proseslerde 80 derecede %10 fosforik asit kullanılarak günlük temizlik döngüleri ile dönüşümlü korozif ve durulama koşullarına maruz bırakılır. Temizleme döngüleri arasındaki durulama suyunun kalitesi, titanyum yüzeyinin yeniden pasivasyon kinetiğini belirlemek için önemlidir. Hızlı yeniden pasivasyon için direnci 1 MΩ·cm'den yüksek olan deiyonize su kullanılır ve 10-30 dakika içinde stabil bir pasif film oluşturulur. Klorürlerin (musluk suyundaki ortalama konsantrasyonlar 50-200 ppm'dir) ve sudaki diğer iyonların varlığı, yeniden pasivasyonu geciktirir, bu da 2 ila 6 saat aralığında stabil bir tabakanın oluşmasına kadar geçen sürenin artmasına neden olur. Ayrıca, adsorbe edilen klorürler yüzeyde kalır ve daha sonraki hizmetlerde çukurlaşmanın başlaması için alanlar görevi görür. Durulama suyunun karakteri çukurların yoğunluğu ve ısıtıcının ömrü üzerinde doğrudan etkiye sahiptir.
Durulama Suyunun Yeniden Pasifleştirme Kinetiğine Etkisi
%10 fosforik asite maruz kalmak, titanyum yüzeyini aktif veya yarı-pasif bir durumda bırakır. Durulama asidi ortadan kaldırır ancak aynı zamanda yeniden pasifleştirmenin gerçekleştiği çözeltinin kimyasını da kontrol eder. Deiyonize suyun temiz, düşük-iletkenlik ortamı, titanyum pasif katmanın eşit şekilde büyümesine olanak tanır. Düşman iyonların yokluğu, yoğun bir stokiyometrik TiO₂ katmanının oluşturulmasını sağlar. Musluk suyuna, titanyum yüzeyine bağlanan ve adsorpsiyon bölgeleri için oksijenle rekabet eden klorür iyonları eklenir. Klorürler pasif tabakanın büyümesini geciktirir ve gelişen oksidin altında sıkışıp kalarak, ısıtıcının servise sunulmasında çukurlaşmanın başlangıç yerleri olacak zayıf noktalar bırakabilir. Yeniden pasifleştirme süresi, durulama sonrasında korozyon akım yoğunluğunun 1 µA/cm²'nin altına düşmesi için gereken süredir.
Farklı Niteliklerdeki Durulama Suyu için Kantitatif Yeniden Pasifleştirme Süreleri ve Çukurlaşma Oranları
Controlled testing of Grade 2 titanium coupons, immersed for 1 hr daily in 10% phosphoric acid at 80°C, followed by a 15-min rinse and then immersion in 3% NaCl at 60°C to replicate service, has established the following behaviour over 30 cycles. Repassivation time: 10-30 min with deionised water rinse of 18 MΩ·cm resistivity. Passive film thickness: 3-5 nm after 1 hour. Pitting density in future service: 0-5 pits per cm². Maximum pit depth after 500 hours: 0-20 μm. This is considered a good performance. The repassivation period is 30-90 min, the film thickness is 2-4 nm after 1 hr, pitting density is 5-20 pits/cm2 and pit depth is 20-80 um with softened tap water of 10,000 Omega.cm resistivity and 20 ppm chloride. This is good performance. For ordinary tap water (2,000 Ω .cm resistivity, 100 ppm chloride), repassivation duration is 1–3 h, film thickness is 1–3 nm after 1 h, pitting density is 20–80 pits per cm2, and pit depth is 80–200 µm, moderate to poor. Using hard tap water (resistivity 500 Ω.cm, chloride 200 ppm) the repassivation duration is 3-6 hours, film thickness 1-2 nm after 1 hour, pitting density >80 pits/cm2 and pit depth >200 µm kabul edilemez bir performanstır.
Durulama Süresinin ve Sıcaklığın Yeniden Pasifleştirme Kalitesine Etkisi
Durulamanın verimliliği durulama parametrelerine ve suyun kalitesine bağlıdır. Örneğin, deiyonize suyla 5 dakikalık bir durulama, 30 dakikalık bir durulamayla elde edilen yeniden pasifleştirmenin %80'ini üretir. 100 ppm klorür içeren musluk suyu kullanıldığında bile, 60 dakikalık bir durulama, 10 dakikalık deiyonize suyla durulama ile aynı düzeyde yeniden pasivasyon sağlamaz. Durulama sıcaklığı da önemlidir. Hem deiyonize hem de musluk suyu için, 40 derecede ılık durulama, 20 derecede soğuk durulamaya kıyasla yeniden pasivasyon kinetiğini %30-50 artırır. Ancak ılık musluk suyu kuruduğunda klorürleri yoğunlaştırabilir ve durumu daha da kötüleştirebilir. Birincil durulamadan sonra son olarak deiyonize su püskürtülmesi tüm su kaliteleri için faydalıdır.
Fosforik Asit Temizleme İşlemi Durulama Suyu Kalitesi Seçim Kılavuzu
Aşağıdaki tablo, sonraki klorür-içeren hizmette arzu edilen çukurlaşma direnci ve hizmet ömrüne göre 80 derecede %10 fosforik asit ile günlük temizlik döngülerindeki durulama suyu kalitesine ilişkin öneriler vermektedir.
500 Saat Sonra İstenilen Çukurlaşma Yoğunluğu (çukur/cm2) Durulama Suyunda İzin Verilen Maksimum Klorür (ppm) Minimum Önerilen Durulama Suyu Direnci (Ohm-cm) Önerilen Durulama Süresi (dakika) Son Durulama Gereklidir<5 <10 >100,000 15 Evet (DI sprey)
5-20 10-50 10 000-100 000 20 Önerilen
20–80 50–150 1,000–10,000 30 Recommended >80 >150 <1,000 60+ Not effective Engineering Beyond Rinse Water Quality Control
Titanyumun derecesi yeniden pasivasyon kinetiğini etkiler. Derece 7 (paladyum stabilize), durulama suyunun kalitesinden bağımsız olarak Derece 2'ye göre 2-3 kat daha hızlı yeniden-pasifleştirme yapar, dolayısıyla klorür kirliliğine karşı hassasiyeti azaltır. Duvar kalınlığı çukurlaşma payı sağlar. Musluk suyuyla yıkama nedeniyle orta derecede çukurlaşma gösteren 2,0 mm'lik bir duvar 5-8 yıl dayanabilir; 1,2 mm'lik duvar ise daha erken çöker. Durulama sonrası kurutma işlemi önemlidir, klorür konsantrasyon alanlarını önlemek için kalan su 60 derecede 10 dakika boyunca basınçlı sıcak hava ile uzaklaştırılmıştır. Deiyonize su hacmi kısıtlandığında, iki aşamalı durulama (musluk suyu ve ardından deiyonize su) uygun maliyetli bir uzlaşmadır.
Bilgiye Dayalı Spekülasyon Yapmak
80 derecede %10 fosforik asitle günlük temizliğe maruz bırakılan ve daha sonra klorür ortamında kullanılan bir titanyum kılıflı ısıtıcı için, 1 dakikalık musluk suyuyla ilk durulamayı, ardından 40 derecede 10 dakika boyunca 18 MΩ.cm dirençli deiyonize suyla son durulamayı içeren iki- aşamalı bir durulama belirtin. Son durulama suyu < 10 ppm klorür olmalıdır. Mevcut kurulumlarda deiyonize su yoksa durulama hattına bir deiyonize kartuş ekleyin veya basınçlı havayla kurutmayla durulama süresini 60 dakikaya çıkarın. Devreye alma sırasında, durulama prosedürünü takiben test kuponunun yeniden pasivasyon potansiyelini değerlendirin. %3 NaCl'de Ag/AgCl'ye karşı -0,1 V'den düşük bir değer, kısmi yeniden pasifleştirmeyi ve daha uzun veya daha iyi dereceli bir durulamayı gösterir. Mühendis musluk suyu yerine deiyonize durulama suyu kullanır, böylece hızlı bir yeniden pasivasyon meydana gelir ve hizmet sırasında daha fazla çukurlaşma olmaz.
