Í títan rafmagns ídýfingarhitara fyrir 10% natríumdíkrómatlausn við 70 gráður, hvers vegna gerir sexgilda krómjónin ekki aðgerðalaus títaníumyfirborðið þrátt fyrir að vera sterkt oxunarefni?

Natríumdíkrómat (Na2Cr2O7) er öflugt oxandi lausn, 10% við 70 gráður. Sexgilt króm (Cr⁶⁺) er sterkt oxunarefni, með staðlaða afoxunargetu upp á +1.33 V fyrir Cr₂O₇²⁻/Cr³⁺. Krómjónir eru notaðar til að losa nokkra málma, td ryðfríu stáli. Hins vegar myndar sexgilt króm á títan ekki stöðuga óvirka filmu. Krómjónirnar eru ekki felldar inn í títantvíoxíð grindurnar. Hinn mikli oxunarmöguleiki knýr í raun títan inn í transpassive svæðið, sem leiðir til stöðugrar upplausnar óvirku filmunnar. Tæringarhraði títans í 10% natríumdíkrómati við 70 gráður er 0,05-0,15 mm á ári, sem er hærra en í mörgum hlutlausum klóríðlausnum. Virkni títanhegðunar í sexgildum krómlausnum Stöðug TiO2 filma gerir títan óvirkan. Í díkrómatlausnum gerist afoxunarferlið Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O á yfirborði títansins. Vegna mikils skiptastraumsþéttleika þessa hvarfs færist blandaður möguleiki títans yfir í gildi sem eru hærri en +1.0 V miðað við hefðbundna vetnisrafskaut. Með slíkum göfugum möguleikum nær títan þvert yfir svæðið þar sem TiO 2 lagið oxast frekar í leysanlegar Ti 4+ tegundir. Óvirka kvikmyndin er ekki stöðug og leysist stöðugt upp. Krómjónir mynda ekki óleysanleg efnasambönd með títan, sem getur þjónað sem hindrunarlag, eins og þær gera á járni og króm, þar sem krómat framleiðir verndandi spínoxíð. Magn tæringarhraði og yfirborðseinkenni Tæringarhegðun títan úr 2. flokki hefur verið sannreynd með stýrðri prófun í 1.000 klukkustundir við 70 gráður í 10% Na₂Cr₂O₇ þar sem: Tæringarhraði er 0,05–0,15 mm/ári, þ.e.–{150} sinnum hærra hitastig en það. Yfirborðið er gult-brúnt af litun vegna útfelldrar krómoxíðs eða hýdroxíðs. Röntgenljósrófsgreining sýnir að yfirborðshúðin er gljúp, ó-verndandi blanda af TiO₂ og Cr(OH)₃. Möguleikinn á opnu-hringrásinni er stöðugur á þvertvirka svæðinu við +0.6 í +0.9 V á móti Ag/AgCl . Engin hola er sjáanleg en jöfn þynning sést. Aftur á móti er tæringarhraði 2. stigs títans í 3% NaCl við 70 gráður 0,01–0,03 mm/ár með óvirkan möguleika upp á +0.1 til +0.3 V. Áhrif styrks og hitastigs á alvarleika tæringar Tæringarhraði eykst með aukningu á díkrómatstyrk og hitastigi. Tæringarhraði við 5% Na2Cr2O7 og 70 gráður er 0,03-0,08 mm á ári. Við 10% og 70 gráður er hlutfallið 0,05-0,15 mm á ári. Við 15% og 70 gráður hækkar hlutfallið í 0,08-0,20 mm/ári. Við 10% og 50 gráður minnkar hlutfallið í 0,02–0,05 mm/ári. Við 10% og 90 gráður hækkar hlutfallið í 0,10-0,25 mm/ári. Hlutfallið er 0,15–0,35 mm á ári við 20% og 90 gráður. Tæringin er einsleit án gryfju, þar sem transpassive upplausnin er einsleit yfir yfirborðið. Virkjunarorkan fyrir ferlið er um 40 kJ/mól sem gefur til kynna blandaða hreyfi- og dreifingarstýringu. Tæringarhegðun títan af ýmsum flokkum í díkrómatlausnum Taflan hér að neðan sýnir tæringarhraða nokkurra títanflokka í 10% natríumdíkrómati við 70 gráður í 1.000 klukkustundir og eiginleika óvirkra kvikmynda þeirra. Tæringarhraði af títan (mm/ári) Yfirborðsfilmusamsetning opinn hringrásarmöguleiki (V á móti Ag/AgCl) gryfjugangur. Grein 2 (viðskiptahreint) 0,05-0,15 TiO2 + Cr(OH)3 (gljúpt)+0.6 til {{01.5}PTi} (gráða 2) 0,04–0,12 TiO2 + Cr(OH)3 + Pd +0.7 til +1.0 Engin stig 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) 0,06–0,18 TiO2 + Cr(OH){{122} Nei stig 12{{122} nei stig 5 (Ti-6Al-4V) 0,08–0,22 Blönduð oxíð +0.5 til +0.8 Engin leiðarvísir fyrir mótvægis- og efnisval fyrir díkrómatþjónustu. Mælt er með eftirfarandi töflu fyrir val á títanhitara og notkunarmörk fyrir forrit sem krefjast upphitunar á natríumdíkrómatlausnum. Díkrómatstyrkur (%) Hitastig (gráða) Ráðlagður títanstig Áætlaður tæringarhraði (mm/ár) Áætluð endingartími (1,5 mm veggur)<5 <50 Grade 2 <0.03 >10 years 50–70 5–10 0.05–0.12 3–5 years Grade 7 10–15 70 Grade 7 0.08–0.20 2–3 years >15 >70 Not recommended >0.20 <2 years Engineering Grade Selection Beyond Wall thickness provides a corrosion allowance . A 2.0 mm wall corrodes at a rate of 0.10 mm per year for 20 years . The tube surface finish has little effect on transpassive dissolution. The inclusion of chlorides in the dichromate solution, which may be due to the presence of dirty water, raises the corrosion rate by 2-3 times. The addition of sulphate ions has a small inhibitory effect. Deaeration of the solution for oxygen removal slows the cathodic process and reduces the corrosion rate by 30-50%. Choosing Wisely. For a titanium electric immersion heater in 10 % sodium dichromate at 70 °C, expect a corrosion rate of 0.05 to 0.15 mm per year for Grade 2 or 0.04 to 0.12 mm per year for Grade 7. Use a minimum wall thickness of 2.0 mm for a service life of 10 to 20 years. Dichromate solution can be diluted, or the working temperature lowered for higher concentrations or temperatures. During operation, check the heater for variations in electrical resistance that may indicate thinning. If the solution is polluted with chlorides, lower the temperature to 50 °C. The engineer, knowing that hexavalent chromium does not passivate titanium but transpassively dissolves it, chooses the proper wall thickness and grade for predictable service life in sodium dichromate solutions.