Fyrir títanhúðarhitara sem er settur upp í tanki með 8% natríumborati við 95 gráður, hvernig hefur styrkleiki bórats nálægt yfirborði slöngunnar áhrif á stöðugleika óvirku filmunnar við hringlaga hitun?

Stuðpúðaefni og tæringarhemill er natríumbórat (Na₂B₄O₇) í 8% styrk og 95 gráður. Bóratjónir (B4O72−) geta búið til hlífðarlag á títan, en stöðugleiki þessarar filmu er háður styrk bórats við málmyfirborðið. Hringlaga hitun veldur því að bóratjónir flytjast eða falla út, knúin áfram af hitastiginu í gegnum jaðarlagið. Þannig að styrkleiki er settur upp með styrk bórats hærri í kaldari magnlausninni og lægri við hitaða rör yfirborðið. Þessi halli gerir óvirku filmuna óstöðug og veldur svæðisbundinni þynningu. Óvirka kvikmyndin er stöðug þegar styrkur bórats við yfirborðið er meira en 2%.

Mechanism of Borate Concentration Gradient Development

Bóratjónir dreifast í átt að heita títaníumyfirborðinu við stöðuga-hitun en varmadreifing (Soret áhrif) ýtir þeim frá heita yfirborðinu. Nettó niðurstaða er eyðing á jaðarlaginu þannig að styrkur bórats á yfirborði rörsins er 10-30% lægri en í magnlausninni. Styrkunarhlutfallið sveiflast við hringlaga upphitun (kveikt á{-slökkt lotum) . Þegar hitarinn sleppir kólnar yfirborðið og bóratjónir dreifast aftur á yfirborðið, sem leiðir til tímabundinnar óvirkrar aðgerða. Þegar hitarinn fer aftur í gang myndast hallinn aftur og yfirborðið tæmist. Þessi endurtekna eyðing og bati veldur álagi á óvirku filmuna, sem gerir það að verkum að hún sprungur og splundrast.

Magnbundinn óvirkur filmustöðugleiki með tilliti til styrks yfirborðsbórats

Stýrð prófun á 8% natríumbórati (magnþéttni) við 95 gráður í hringlaga upphitun (1 klst. á, 1 klst slökkt) hefur staðfest óvirkan filmustöðugleika stigs 2 títans við mismunandi yfirborðsbóratstyrk. Óvirka filmuþykktin fyrir yfirborðsstyrk upp á 4-5% (auðgað) er 5-8 nm, filman helst stöðug og viðloðandi og engin hola myndast eftir 1.000 lotur. Við 3–4% (nálægt magn) er þykktin 3–5 nm, húðunin er þokkalega stöðug og gryfja myndast stundum eftir 500 lotur. Við 2-3% (í meðallagi tæmingu) er þykktin 2-4 nm, filman sprungur og gryfjumyndun hefst eftir 200-400 lotur . 1-2% (tæmdar) og filman er óstöðug með gryfju innan 50-200 lota, með þykkt 1-3 nm. Undir 1% brotnar óvirka filman alveg niður og jöfn tæring á sér stað við 0,1-0,3 mm á ári.

Áhrif bóratstyrks og hringrásartíðni á yfirborðseyðingu

Umfang yfirborðseyðingar byggir á magnbóratinnihaldi og hringrásartíðni. Við hringlaga hitun er yfirborðsstyrkurinn í lágmarki, 2-3% við 4% magn bórat. Við 6% magn er yfirborðsstyrkur 3–4%, sem er í meðallagi stöðugt. Yfirborðsstyrkur er 4–5% (stöðugur) við 8% magn (nafngildi). Yfirborðsstyrkur er mjög stöðugur við 5–6% fyrir 10% magn. Við 6 lotur á klukkustund (10 mínútur á, 10 mínútur af) er yfirborðsstyrkurinn 10–20% lægri en við 2 lotur á dag, vegna þess að jaðarlagið hefur ekki tíma til að jafna sig.

Títanhitara - Leiðbeiningar um styrk og hringrásarstjórnun

Taflan hér að neðan inniheldur ráðleggingar um magn bóratstyrks og hringrásarbreytur til að viðhalda stöðugleika óvirka filmunnar á 2. stigs títan við 95 gráður.

Magn bóratstyrkur (%) Kveikt/slökkt lotutíðni% bórat Áætlaður yfirborðsþolinn filmustöðugleiki Ráðlagður aðgerð
6 <2 cycles/day 3-4 Moderate Acceptable
6 > 6 lotur/klst. 2–3 Jaðar Auka styrk
8 <2 cycles/day 4-5 Stable Optimal
8 >6 lotur/klst. 3-4 Miðlungs Lægri lotutíðni
10 Hvaða 5–6 sem er Mjög stöðugt Æskilegt fyrir mikla hjólreiðar
12 Allir 6–7 Mjög stöðugir Yfir-forskrift ekki nauðsynleg
Verkfræði án þéttingarstýringar

Títanstigið hefur áhrif á stöðugleika óvirkrar filmu við styrkleikahalla. Gráða 7 (palladíum stöðugt) mun viðhalda stöðugri filmu við yfirborðsbóratstyrk eins lágan og 1,5% fyrir meiri öryggismörk. Milliframfærsla – 12. stig. Óvirka filman hefur ekki áhrif á veggþykktina. Upphitunarhraði er mikilvægur. Hæg ramping (1 gráðu/mín.) gefur minni styrkleikahalla en hröð ramping (10 gráður/mín.). Hræring lausnarinnar (hrærivél eða endurrásardæla) dregur úr þykkt jaðarlagsins og lágmarkar styrkleikastigann.

Örugg forskrift

For a titanium sheath heater in 8 % sodium borate at 95 °C with cyclic heating, the bulk borate concentration should be 8–10 % to have a surface concentration >4% á hjólreiðum. Ef tíðni lotunnar er hærri en 6 lotur á klukkustund, hækka magnstyrkinn í 10%. Fyrir núverandi hitara með óstöðugleika óstöðugleika í filmu (td óreglulegri orkunotkun eða gryfju), skal auka bóratinnihaldið í 10% eða minnka hjólatíðnina. Fylgstu með pH og bættu við natríumhýdroxíði ef pH fer undir 9 meðan á notkun stendur. Verkfræðingurinn getur stillt bórat styrkleikahallann með nægilegum magnstyrk og lækkað hjólreiðatíðnina til að tryggja stöðuga óvirka filmu á títan hitaranum.

upplýsingar í síma 717-483