Za titansku toplinsku šipku koja se koristi za ponovno zagrijavanje 90% mravlje kiseline na 100 stupnjeva, kako sadržaj vode (5% u odnosu na . 10%) pomiče mehanizam korozije s ravnomjernog napada na rupičastu?

Grijači od titana rade u donekle pasivnom režimu u 90% mravljoj kiselini na 100 stupnjeva. Način razgradnje tvari je od presudne važnosti za sadržaj vode u kiselini. Pri 5% vode (95% mravlje kiseline), pasivni film se stalno otapa, što rezultira predvidljivim stanjivanjem od 0,10 – 0,25 mm svake godine. Kod 10% vode (90% mravlje kiseline) površinski kemijski sastav se mijenja prisutnošću dodatne vode, što omogućuje lokaliziranu dezintegraciju filma i iniciranje stabilnog pitinga stopama od 0,5-1,2 mm godišnje. Prijelaz s ravnomjernog napada na piting je oštar, između 7 i 9% vode, i dramatično mijenja način kvara i projekciju preostalog vijeka trajanja grijača.

Mehanizam prijelaza-vodom iz ravnomjerne u rupičastu koroziju

Pasivna prevlaka na titanu u mravljoj kiselini održava se adsorpcijom formatnih iona (HCOO-). Molekule vode natječu se s formatom za mjesto na površini. S 5% vode, adsorpcija formata je dominantna i film se razgrađuje na homogen način. Kod 10% vode, veća adsorpcija vode zamjenjuje format i stvara lokalne nedostatke u pasivnom sloju. Agresivnost -slična kloridu formatnih iona visoke-koncentracije stoga potiče inicijaciju jama na tim mjestima oštećenja. Nakon što se jamica uspostavi, kiselo okruženje s visokim -formatom unutar jame potiče širenje prebacivanjem primarnog mehanizma s ravnomjernog stanjivanja na brzo lokalizirano prodiranje.

Kvantitativno korozijsko ponašanje pri 5% naspram . 10% vode

Kontrolirani gubitak težine i mjerenja dubine jame u kombinacijama mravlja kiselina/voda na 100 stupnjeva tijekom 500 sati pokazala su očite razlike u ponašanju. Pri 5 % vode (95 % mravlje kiseline) ujednačena brzina korozije je 0,10–0,25 mm/god. Površina pokazuje sveukupno jetkanje bez jama dubljih od 20 μm, a način kvara je predvidljivo ravnomjerno stanjivanje. Opća stopa opada na 0,08-0,15 mm/godinu pri 8% vode (92% mravlja kiselina), međutim udubljenje počinje nakon 200-400 sati izlaganja, s dubinama udubljenja od 0,1-0,3 mm nakon 500 sati u miješanom načinu rada. Kod 10% vode (90% mravlje kiseline) ujednačena stopa se dalje smanjuje na 0,05-0,10 mm godišnje, ali je rupičasta pojava ozbiljna, počinje unutar 50-150 sati i stvara jamice duboke 0,3-0,8 mm nakon 500 sati. Pri 10% vode, brzina širenja jama (0,5-1,2 mm/godišnje) je 5-10 puta veća od stope ravnomjernog stanjivanja pri 5% vode.

Utjecaj temperature na kritični sadržaj vode

Radna temperatura je funkcija razine vode na kojoj prevladava piting. Prelazak s jednoličnog na udubljeni je oko 10–12% vode na 80 stupnjeva. Prijelaz je na 7–9 % vode na 100 stupnjeva. Jamčica dominira čak i kod 6% vode na 110 stupnjeva. Viša temperatura ubrzava adsorpciju vode i nestabilnost pasivnog sloja, čime se smanjuje kritični prag vode. Pri sadržaju vode od 10%, brzina širenja jama raste s 0,2–0,5 mm/god na 80 stupnjeva na 0,5–1,2 mm/god na 100 stupnjeva.

Vodič za odabir stupnja za mravlju kiselinu i sadržaj vode

Maksimalno dopušteni sadržaj vode za titanske toplinske šipke Grade 2 i Grade 7 na 100 stupnjeva dan je u tablici u nastavku, na temelju predviđenog vijeka trajanja i prevladavajućeg mehanizma korozije.

Željeni radni vijek (godine) Maksimalna voda (%) za stupanj 2 Maksimalna voda (%) za stupanj 7 Dominantni mehanizam Očekivana stopa prodiranja (mm/godina)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
Izvan inženjerstva kontrole sadržaja vode

Prijelazni prag uvelike ovisi o kvaliteti titana. Stupanj 7 (stabiliziran paladijem) može se koristiti pri 10% vode (90% mravlje kiseline) s mješovitim -modom korozije. Stupanj 2 mora se održavati ispod 7% vode kako bi se izbjeglo stvaranje jamica. Debljina stijenke nudi toleranciju prodiranja udubljenja. 2.0 mm stijenke s udubljenjima od 0,6 mm/godišnje preživljava 3,3 godine. 1.2 mm stijenke se urušavaju u 2 godine. Dodatak mravljeg anhidrida (1-2%) kemijski veže slobodnu vodu, čime se smanjuje efektivni sadržaj vode bez promjene koncentracije kiseline. Prozračivanje otopine dovodi do homogene korozije umjesto rupičaste korozije, stabilizacijom pasivnog filma.

Specifikacije-temeljene na znanju

Za titansku toplinsku šipku u 90% mravlje kiseline na 100 stupnjeva, razmislite o korištenju titana stupnja 7 za siguran rad u 10% vode s mješovitom -načinom korozije. Stupanj 2.-Smanjite sadržaj vode na manje od 7 % destilacijom ili dodavanjem sredstava za sušenje kao što je anhidrid mravlja. Sadržaj vode treba pratiti jednom tjedno pomoću Karl Fischerove titracije; korektivna radnja ako je udio vode veći od 8% za stupanj 2. Reguliranjem sadržaja vode ispod kritičnog prijelaznog praga, inženjer može promijeniti mehanizam korozije od brzog pitinga do predvidljivog ravnomjernog napada, dopuštajući pouzdano predviđanje vijeka trajanja u vrućoj mravljoj kiselini.