Fyrir títanídýfuhitara í 5% natríumpersúlfatlausn við 50 gráður, hvers vegna gerir persúlfatjónin ekki títan óvirkan þrátt fyrir að vera sterkur oxunarefni og veldur þess í stað transpassive upplausn?

Natríumpersúlfat (Na₂S₂O₈) er sterkt oxunarefni, með staðlaða minnkunarmöguleika fyrir S₂O₈²⁻/SO₄²⁻ upp á 2,01 V, sem er hærra en saltpéturssýru. Þegar um títan er að ræða, veldur persúlfat transpassive upplausn frekar en viðvarandi passivation. Við 50 gráður C færir sterki oxunarmöguleikinn títaníumyfirborðið inn á þvert yfir 1,8 V miðað við hefðbundna vetnisrafskaut, þar sem óvirka lagið brotnar niður og títan leysist upp sem Ti 4 + á hraðanum 0,2–0,5 mm á ári. Transpassive upplausnin er einsleit, ekki gryfja. En tæringarhlutfallið er of hátt fyrir flest forrit.

Mechanism of the transpassive upplausn framkallað af persúlfati

Títan hefur stöðugt óvirkt svæði á milli um það bil 0 V og 1,8 V. Við spennu yfir 1,8 V er TiO2 filman oxuð í leysanlegar Ti 4 + tegundir: TiO2 + 2H2O → Ti 4 + + 4OH - + 2e - . Samanlagður möguleiki títans í peroxíði, 01, er mjög sterkt.7súlfat. Á þessu bili er þráðlausi upplausnarstraumurinn mikill. Tæring er einsleit þar sem allt yfirborðið er á þverrásarsvæðinu. Ekkert staðbundið rof á sér stað en það er stöðug upplausn á filmunni.

Persúlfatstyrkur Magntæringarhraði sem fall af

Þegar um er að ræða títan af gráðu 2 hefur eftirfarandi verið staðfest við stýrða prófun í natríumpersúlfati við 50 gráður í 500 klukkustundir. Við 0% persúlfat (grunnlínu) er tæringarhraðinn 0,005–0,010 mm/ári, yfirborðsgetan er 0,2–0,5 V og vélbúnaðurinn er óvirkur. 1% persúlfat 0,05-0,12 mm/ár 1,2-1,5 V Blandað 3% persúlfat/hraði 2-0,2 ár. 1,5-1,7 V vélbúnaður Transpassive initiation Við 5% persúlfat er hraðinn 0,20-0,40 mm/ár, spennan er 1,7-1,9 V og vélbúnaðurinn er transpassive. Hraðinn er 0,35–0,60 mm/ár við 10% persúlfat, spennan er 1,8–2,0 V og vélbúnaðurinn er alvarlegur transpassive.

Hitastigsáhrif á transpassive umskipti

Við hærra hitastig færist transpassive svæðið yfir í lægri möguleika. Tæringarhlutfallið er þvert og er 0,10–0,20 mm/ár við 25 gráður og 5% persúlfat. Það vex 0,15–0,30 mm á ári við 40 gráður. Hraðinn er 0,20-0,40 mm/ár við 50 gráður. Hlutfallið er 0,30–0,60 mm á ári við 60 gráður. Hraðinn er meira en 0,50 mm/ár yfir 70 gráður. Því hærra sem hitastigið er, því alvarlegri er transpassive upplausnin.
**Leiðbeiningar um efnisval í Persulfate Service

Eftirfarandi tafla gefur ráðleggingar um hitun á lausnum af natríumpersúlfati í samræmi við styrk og hitastig.

Persúlfatstyrkur (%) Hitastig (gráða) 2. stigs tæringarhraði (mm/ár) Tæringarhraði (mm/ári) 7. flokkur Ráðlagt efni<1 50 0.05–0.10 0.03–0.06 Grade 7 with thick wall 1–3 40 0.08–0.15 0.05–0.10 PTFE-coated titanium 1–3 50 0.12–0.25Not recommended for titanium 3–5 30 0.10–0.20 0.06–0.12 Tantalum or PTFE >5 Any >0.20 >0,12 Tantal eða PTFE
Títan og Beyond Engineering Choices

Upplausnarhlutfall 7. stigs er aðeins lægra en 2. stig (30–50% lækkun) vegna palladíumauðgunar, en batinn er ekki nægjanlegur til að gera títan viðeigandi fyrir persúlfatþjónustu. Veggþykkt er gefin upp fyrir tæringarhlunnindi. Með 2,0 mm vegg og 0,20 mm á ári tæringu mun veggurinn þola 10 ár en það er hverfandi. PTFE húðaðir títanhitarar veita mikla viðnám og halda málminum einangruðum frá persúlfatlausninni. Tantal sýnir mun hærra óvirkt svið og er persúlfatþolið. Sirkon virkar líka vel, en það er dýrt.

Specification Traust

Spáð tæringarhraði fyrir títaníumdýfi í 5% natríumpersúlfati við 50 gráður er 0,20–0,40 mm á ári, sem er of hátt til langtímanotkunar. Notaðu PTFE húðaðan títanhitara eða tantalhitara. 0.5 mm PTFE Veggþykktin ætti að vera 2,5 mm, ef þörf er á títan, ætti persúlfatstyrknum að vera 2% og hitastigið við 40 gráður. Athugaðu þykkt hitara einu sinni á ári í notkun. Þegar veggþykktin er 1,0 mm skaltu skipta um hitara. Með því að vita að persúlfat er transpassive leysiefni en ekki passivator, velur verkfræðingur viðeigandi efni fyrir þetta alvarlega oxandi umhverfi.