Natríumdódecýlsúlfat (SDS) er anjónískt yfirborðsvirkt efni sem notað er í hreinsunar- og iðnaðarferlum. Við 70 gráður er mikilvægur micellustyrkur þess (CMC) um það bil 0,05–0,1 wt% (500–1.000 ppm). Fyrir neðan CMC eru yfirborðsvirkar sameindir til sem einliða og aðsogast á títan yfirborðið, breyta bleytingarhegðuninni og stuðla að samræmdri bleytu. Fyrir ofan CMC myndast micellur og yfirborðið verður vatnsfælin, sem leiðir til afvætis og myndunar staðbundinna raflausnadropa. Þessir dropar búa til mismunandi loftræstingarfrumur, sem valda gryfju á brúnum dropa. Tæringarmynstrið færist frá einsleitri minniháttar ætingu fyrir neðan CMC í alvarlega staðbundna gryfju fyrir ofan CMC.

Mechanism of CMC-háð bleyta og tæringu

Yfirborðsvirk efni aðsogast á títaníumyfirborðið með vatnsfælna hala þeirra beint í burtu frá málminum. Við lágan styrk (undir CMC) er aðsogað lagið ófullkomið og yfirborðið helst vatnssækið, sem leyfir samræmda snertingu við raflausn. Við styrk yfir CMC myndast heilt tvílag sem gerir yfirborðið vatnsfælin. Vatnsdropar perlur upp á yfirborðið frekar en að dreifast. Súrefnisdreifing er hraðari í gegnum þunna brúnir dropa en í gegnum miðjuna, sem skapar mismunaloftunarfrumur. Dropamiðjan verður anodisk og holur, en brúnirnar eru kaþódískar.

Magnbundið tæringarmynstur sem hlutverk SDS styrks

Stýrð prófun í 2% SDS við 70 gráður (vel yfir CMC) með ýmsum þynningum yfir 500 klukkustundir hefur sýnt eftirfarandi tæringarhegðun fyrir 2. stigs títan. Við SDS styrk 0,02% (fyrir neðan CMC) helst yfirborðið vatnssækið, tæringarhraði er 0,02–0,05 mm á ári, holaþéttleiki er 0–5 gryfjur á cm² og æting er einsleit. Við 0,05–0,08% (við CMC) breytist yfirborðið í vatnsfælnt, tæringarhraði eykst í 0,05–0,10 mm á ári, holaþéttleiki nær 5–20 gryfjum á cm² og dropalaga-holur koma fram. Við 0,1–0,5% (fyrir ofan CMC) er yfirborðið að fullu vatnsfælinn, tæringarhraði er 0,08–0,15 mm á ári, holaþéttleiki er 20–80 gryfjur á cm² og gryfjur eru hringlaga með upphækkuðum brúnum. Við 1–2% (venjulegur notkunarstyrkur) er tæringarhraði 0,10–0,20 mm á ári, gryfjuþéttleiki fer yfir 80 gryfjur á cm² og alvarlegar{31}}dropaholur eiga sér stað. Við 5% SDS er tæringarhraði 0,15–0,30 mm á ári og götun á 1,2 mm vegg á sér stað innan 4.000–8.000 klukkustunda.

Áhrif hitastigs og yfirborðsvirkra efna á CMC og tæringu

CMC lækkar með hækkandi hitastigi fyrir SDS. Við 30 gráður er CMC 0,08–0,12% og tæringarhraði fyrir ofan CMC er 0,05–0,10 mm á ári. Við 50 gráður er CMC 0,06–0,10% og hlutfallið er 0,08–0,15 mm á ári. Við 70 gráður er CMC 0,05–0,08% og hlutfallið er 0,10–0,20 mm á ári. Við 90 gráður er CMC 0,04–0,07% og hlutfallið er 0,15–0,30 mm á ári. Ójónísk yfirborðsvirk efni (td Triton X-100) valda ekki sömu vatnsfælinum breytingum og valda ekki dropaholum. Katjónísk yfirborðsvirk efni (td CTAB) geta valdið enn alvarlegri gryfjumyndun.

Leiðbeiningar um stjórnun yfirborðsvirkra efna fyrir títan hitara

Eftirfarandi tafla veitir ráðleggingar um styrk SDS miðað við CMC til að lágmarka gryfju á 2. stigs títanhitara við 70 gráður.

Verkfræði Beyond Concentration Control

Títan einkunn hefur áhrif á holaþol. Gráða 7 (palladíum-stöðugt) hefur 2–3 sinnum hærra viðnám gegn dropagropningi, sem gerir kleift að starfa við 2–3× CMC með viðunandi tæringarhraða. 12. bekkur býður upp á miðlungs framför. Veggþykkt veitir hola skarpskyggni; 2,0 mm veggur með 0,15 mm á ári gryfju endist í 13 ár. Stilling hitara skiptir máli; lóðréttir hitarar varpa dropum á skilvirkari hátt en láréttir hitarar, sem dregur úr alvarleika hola. Með því að bæta við vætuefni (td lítið magn af ójónuðu yfirborðsvirku efni) getur það endurheimt vatnssækna hegðun jafnvel við háan SDS styrk.

Gera upplýsta forskrift

Fyrir títaníum hitara í 2% SDS við 70 gráður (u.þ.b. 20–40× CMC), tilgreinið gráðu 7 títan og samþykktu gryfjutæringarhraða 0,08–0,15 mm á ári. Fyrir 2. stig skal minnka styrk SDS niður fyrir 0,1% (1–2× CMC) með þynningu eða með því að nota annað yfirborðsvirkt efni. Fyrir núverandi hitara með dropahola, bæta við 0,1% af ójónuðu yfirborðsvirku efni (td Triton X-100) til að keppa við SDS aðsog og endurheimta vatnssækna bleytu. Á meðan á notkun stendur, skoðaðu hitarinn með tilliti til einkennandi hringlaga hola með upphækkuðum brúnum; ef hola er yfir 0,2 mm dýpi, skiptu um hitara. Með því að skilja hvernig CMC breytir bleytingarhegðun velur verkfræðingur viðeigandi títangráður eða stillir styrk yfirborðsvirkra efna til að koma í veg fyrir staðbundna gryfju.