Για μια ράβδο θερμότητας τιτανίου βυθισμένη σε διάλυμα υδροφθορικού οξέος 0,5% με νιτρικό οξύ 2% στους 40 βαθμούς , Πώς αλλάζει η αναλογία HNO3 προς HF (2:1 έναντι{5}}:1) τη μορφολογία διάβρωσης από διάτρηση σε ομοιόμορφη αραίωση;

Η αναλογία HNO3 προς HF στο μίγμα υδροφθορικών (HF) και νιτρικών (HNO3) οξέων ελέγχει τη μορφολογία διάβρωσης. Σε χαμηλή αναλογία 2:1 (π.χ.. 0.5% HF + 1% HNO3) κυριαρχεί η λακκούβα λόγω ατελούς παθητικοποίησης. Σε υψηλή αναλογία (5:1, για παράδειγμα 0,5% HF + 2.5% HNO3) κυριαρχεί ομοιόμορφη αραίωση επειδή η οξειδωτική επικάλυψη νιτρικών αποκλείει την τοπική διάσπαση. Αυτή η μετάβαση συμβαίνει επειδή το νιτρικό οξύ οξειδώνει την επιφάνεια του τιτανίου και προάγει την παθητικοποίηση, ενώ το υδροφθορικό οξύ διαλύει το παθητικό φιλμ.

Μηχανισμός Μετάβασης Μορφολογίας με Αναλογία Οξέος

Το νιτρικό οξύ είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας και δημιουργεί μια προστατευτική επικάλυψη TiO2 στο τιτάνιο. Το υδροφθορικό οξύ διαλύει το TiO2 σε διαλυτό TiF6^2- . Σε υψηλές συγκεντρώσεις HNO3 σε σχέση με το HF, ο ρυθμός δημιουργίας φιλμ ξεπερνά τον ρυθμό αποσύνθεσης του φιλμ και προκύπτει ένα σταθερό παθητικό φιλμ. Το φιλμ είναι ομοιόμορφο και η διάβρωση είναι ομοιόμορφη. Σε μέτρια υψηλές συγκεντρώσεις HF, η επίστρωση απογυμνώνεται συνεχώς σε ευάλωτες περιοχές με αποτέλεσμα την τοπική προσβολή και το άνοιγμα των κοιλωμάτων.

Ποσοτική Μορφολογία Διάβρωσης Αναλογία HNO3/HF

Τα αποτελέσματα ελεγχόμενων δοκιμών με τιτάνιο βαθμού 2 σε μείγματα 0,5% HF και μεταβαλλόμενο HNO 3 στους 40 βαθμούς για 500 ώρες είναι όπως παρουσιάζονται παρακάτω. Σε αναλογία HNO3/HF 1:1 (0,5% HNO3) ο ρυθμός διάβρωσης είναι 0,8–1,5 mm/έτος, η μορφολογία είναι σοβαρή διάτρηση και η πυκνότητα λακκούβων είναι 100–300 pits/cm². Είναι 0,5–1,0 mm/έτος σε 2:1 (1,0% HNO3), μορφολογία κοιλωμάτων, 50–150 λακκούβες/cm2. 3.1 (1,5% HNO3) 0,3-0,6 mm/έτος μικτά 10-50 λακκούβες/cm2 Σε 4:1 (2,0% η τιμή HNO₃) είναι 4.1 (2,0% – HNO₂). Η μορφολογία είναι ομοιόμορφη αραίωση και η πυκνότητα είναι 5–20 κοιλότητες/cm². Η μορφολογία είναι ομοιογενής στο 5:1 (2,5% HNO3) με ρυθμό 0,15–0,30 mm ετησίως και πυκνότητα < 5 κοιλώματα ανά cm². 10:1 (5,0% HNO3) ο ρυθμός είναι 0,10-0,20 mm/έτος, η μορφολογία ομοιόμορφη .

Επίδραση της θερμοκρασίας στην απαιτούμενη αναλογία HNO3/HF για ομοιόμορφη διάβρωση

Με τη θερμοκρασία, η ελάχιστη αναλογία HNO 3 / HF για ομοιόμορφη διάβρωση αυξάνεται. Η αναλογία είναι 3:1 στις 25 μοίρες και η προτεινόμενη αναλογία είναι 4:1. Η αναλογία στους 40 βαθμούς C είναι 4: 1 και η προτεινόμενη είναι 5: 1. Η αναλογία στους 50 βαθμούς είναι 5:1 και η προτεινόμενη αναλογία είναι 6:1. Στις 60 μοίρες η αναλογία είναι 6:1 και η συνιστώμενη αναλογία είναι 8:1. Η αναλογία είναι 8 : 1 στους 70 βαθμούς και η προτεινόμενη είναι 10 : 1. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες επιταχύνουν την προσβολή HF και απαιτούν περισσότερο HNO 3 για να διατηρηθεί η παθητικότητα.
**Οδηγός για τον έλεγχο αναλογίας οξέων σε λουτρά τουρσί HF/HNO₃

Παρακάτω είναι ένας πίνακας συστάσεων για την αναλογία HNO3/HF για θερμαντήρες τιτανίου Βαθμού 2 και Βαθμού 7 σε μείγματα HF/HNO3 στους 40 βαθμούς.

Συνιστώμενη αναλογία HNO3/HF για Επιθυμητή Μορφολογία Βαθμού 2 Ρυθμός Διάβρωσης (mm/έτος) Ταχύτητα Διάβρωσης (mm/έτος) Βαθμός 7 Κίνδυνος διάβρωσης
Pitting (avoid) High >3:1 >0.5 >0.3
Μικτή 3–4:1 0.3–0.6 0.2–0,4 Μέτρια
Αποδεκτή Στολή 4-5:1 0.2-0.4 0.12-0.25 Χαμηλή
Ομοιόμορφο (ιδανικό) 5–6:1 0.15–0.30 0.10–0,20 Πολύ χαμηλό
Uniform (conservative) >6:1 <0.15 <0.10 None Engineering Beyond Acid Ratio Control

Η ποιότητα τιτανίου έχει σημαντική επίδραση στην απαιτούμενη αναλογία. Ο βαθμός 7 (σταθεροποιημένο παλλάδιο-) εμφανίζει ομοιόμορφη διάβρωση σε χαμηλότερη αναλογία HNO3/HF (3:1 σε σύγκριση με 4:1 για τον βαθμό 2) και ρυθμούς διάβρωσης 30-50% χαμηλότερα. Το πάχος του τοιχώματος είναι επιτρεπτό διάβρωση. Τοίχωμα 2,0 mm (0,20 mm/έτος ομοιόμορφη διάβρωση) έχει 10 χρόνια. Καθημερινή ανάλυση του λουτρού αποστράγγισης για συγκεντρώσεις HF και HNO3. Εάν η αναλογία είναι μικρότερη από 4:1 προσθέστε HNO 3 . Η θερμοκρασία πρέπει να διατηρείται εντός ±2 μοιρών. Το λουτρό πρέπει να αναδεύεται για να διατηρηθεί ομοιόμορφη η σύνθεση.

Γράψτε μια έξυπνη προδιαγραφή

Η ράβδος θερμότητας τιτανίου σε διάλυμα 0,5% HF + 2% HNO3 στους 40 βαθμούς (αναλογία HNO3/HF 4:1) έχει ρυθμό διάβρωσης 0,2-0,4 mm ετησίως με μικτή μορφολογία. Εάν η συγκέντρωση του HNO3 αυξηθεί στο 2,5% (αναλογία 5:1), ο ρυθμός μπορεί να μειωθεί στα 0,15-0,30 mm/έτος για ομοιόμορφη αραίωση. Για το τιτάνιο κατηγορίας 7 η ίδια αναλογία (5 προς 1) αποδίδει 0,10 έως 0,20 mm ετησίως. Ελέγχετε τακτικά την αναλογία οξέος και προσθέτετε HNO3 όπως χρειάζεται. Όταν η αναλογία HNO3 προς HF είναι μεγαλύτερη από 4:1, ο μηχανικός μπορεί να αλλάξει τη μορφολογία διάβρωσης από διάβρωση σε ομοιόμορφη αραίωση και επομένως να προβλέψει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.